DE2953288C2

DE2953288C2 -

Info

Publication number: DE2953288C2
Application number: DE2953288T
Authority: DE
Inventors: Leonard Rose; Stanley E Rose
Original assignee: ROSE JOAN B
Current assignee: ROSE JOAN B
Priority date: 1978-11-06
Filing date: 1979-11-05
Publication date: 1989-09-21
Also published as: WO1980001012A1; SE443463B; US4266936A; GB2047454B; CA1128679A; FR2450487A1; GB2047454A; SE8004856L; DE2953288T1; FR2450487B1; CH652228A5; JPS55501035A; JPS6257994B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer ertastbaren Darstellung einer Standardseite in Braille-Schrift.The invention relates to a device for Generation of a tactile Representation of a standard page in Braille.

In den letzten Jahren wurden zahlreiche Hilfen für Blinde entwickelt, um ihre Sehbehinderung zu lindern. Das am besten bekannte und am weitesten verbreitete Hilfsmittel ist die Braille-Schrift. Braille-Buchstaben sind geprägte Zeichen aus einem bis sechs Punkten, die in Form von zwei Spalten zu jeweils drei Punkten angeordnet sind. Seit der Erfindung der Braille-Schrift im Jahre 1852 haben viele Blinde diese Schrift gelernt, und zahlreiche Texte wurden in diese Schrift umgeschrieben. Es gibt jedoch derzeit bedeutende Schwierigkeiten bei der Verbreitung großer Zahlen von Textkopien in Braille-Schrift, und zwar aufgrund von verschiedenen Faktoren.In recent years, numerous aids have been provided for the blind designed to relieve your visual impairment. The best The well known and most widespread tool is the Braille. Braille letters are embossed characters from one to six points in the form of two columns are arranged at three points each. Since the invention Braille in 1852 has many blind people learned this scripture, and numerous texts were written into it Script rewritten. However, there are significant ones at the moment Difficulties in spreading large numbers of Copies of text in Braille based on different Factors.

Zunächst ist es schwierig bzw. undurchführbar, eine große Anzahl von Kopien der meisten in Braille-Schrift vorliegenden Bücher zu erstellen. Die meisten Texte in Braille-Schrift sind in der zweiten Braille-Stufe geschrieben, bei der eine Art Kurzschrift oder Schnellschrift angewandt wird, um die Anzahl von Braille-Zellen zu reduzieren, die erforderlich ist, um das zu lesende Textmaterial umzuschreiben. Die Braille-Schrift der zweiten Stufe enthält viele Kontraktionen und Abkürzungen für häufig gebrauchte englische Wörter und Sätze. Es werden zwar derzeit rechnergesteuerte Umsetzer zum Umsetzen von englischer Sprache in Braille der zweiten Stufe entwickelt, die große Mehrzahl von Braille-Übersetzungen wird jedoch zur Zeit noch von Freiwilligen ausgeführt, die die Braille-Schrift der zweiten Stufe beherrschen und die Braille-Schrift unter Verwendung einer handbetätigten Braille-Schreibmaschine mit sechs Tasten erzeugen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß jeweils nur eine Kopie angefertigt werden kann. Um weitere Kopien des Textmaterials anzufertigen, kann ein thermisches Formverfahren angewandt werden, bei dem ein Blatt aus Polyvinylchlorid von dem ursprünglichen Papieroriginal abgeformt wird, um ein Duplikat desselben zu erstellen. Dieses Verfahren kann nur jeweils seitenweise durchgeführt werden, wodurch die Anfertigung einer Braille-Kopie eines Buches zu einem sehr langsamen und zeitraubenden Vorgang wird. Dieser Vorgang ist auch kostenaufwendig, denn jedes Blatt kostet etwa 5 Cent, zusätzlich zu den Kosten der Ausrüstung für das thermische Abformen und zu den Arbeitskosten. Zwar können große Mengen von Braille-Seiten hergestellt werden, indem eine Druckpresse verwendet wird, die so abgewandelt ist, daß sie Braille-Schrift auf Papierblätter unter Verwendung von Braille-Originalklischees auf Zinkplatten aufprägt, das Drucken solcher Braille-Seiten ist jedoch kostenaufwendig, weil eine abgewandelte Druckpresse erforderlich ist und weil Kosten für die Herstellung der Braille-Originalklischees auf Zinkplatten entstehen. Es ist daher wirtschaftlich nicht vertretbar, dieses Verfahren zur Anfertigung einer kleinen Auflage eines Buches anzuwenden; dieses Verfahren ist somit auf Textmaterial beschränkt, das für eine große Anzahl von Lesern bestimmt ist.First of all, it is difficult or impracticable to have a large one Number of copies of most in Braille To create books. Most texts in Braille are written in the second level of Braille, at which one Type shorthand or quickhand is applied to the Reduce the number of braille cells required is to rewrite the text material to be read. The Second level Braille contains many contractions and abbreviations for commonly used English words and Sentences. There are currently computer-controlled implementers to convert English into Braille the second Stage developed the vast majority of Braille translations is currently run by volunteers, who have mastered the second level braille and the braille using a hand-operated Create a Braille typewriter with six keys. This The disadvantage of this method is that only one copy is made at a time can be. For further copies of the text material a thermal molding process can be used in which a sheet of polyvinyl chloride from the original Original paper is replicated to a duplicate to create the same. This procedure can only be done at one time be carried out page by page, which makes the manufacture a braille copy of a book at a very slow and time consuming process. This process is too costly, because each sheet costs about 5 cents, in addition at the cost of equipment for the thermal Impression taking and labor costs. Although large quantities of braille pages are made by a printing press is used, which is modified so that it Braille on sheets of paper using Imprinted original Braille clichés on zinc plates that However, printing such braille pages is expensive, because a modified printing press is required and because the cost of producing the original Braille clichés on zinc plates. It is therefore not economical justifiable, this method of making a small Apply edition of a book; this procedure is thus limited to text material that is suitable for a large number of Intended for readers.

Die Lagerung und Verbreitung von Braille-Büchern wird ferner durch ihr Volumen behindert. Die Braille-Schrift wird gewöhnlich auf Blättern der Größe 28×29 cm (11×11,5′′) geprägt. Diese Blätter enthalten jeweils 25 Zeilen zu 40 Zellen. Die in Braille der Stufe 2 geschriebenen Texte erfordern im Mittel zwei Blätter für jedes Blatt gedruckten Textmaterials. Ein Buch mit 200 Seiten erfordert somit 400 Braille-Seiten. Bei der Umschreibung in Braille-Schrift werden somit für ein einziges Buch verschiedene Einzelbände aus Braille-Seiten benötigt. Jeder dieser Bände ist auf etwa 100 Braille-Seiten begrenzt, und zwar aufgrund von zwei Faktoren. Zunächst sind die geprägten Braille-Seiten dicker und benötigen mehr Volumen als flache, gedruckte Seiten. Ferner müssen die Braille-Seiten im wesentlichen flach liegen, wenn der Band geöffnet ist, damit sie schnell und leicht gelesen werden können. Das Binden der Braille- Seiten derart, daß sie flach liegen, führt ferner zu Schwierigkeiten, die Braille-Bände auf etwa 100 Seiten begrenzen. Dies hat zur Folge, daß Texte, die leicht in einem oder zwei gedruckten Büchern vernünftiger Größe enthalten sein können, viele Braille-Bände benötigen, die schwer sind und ein großes Volumen aufweisen.The storage and distribution of Braille books will also continue hindered by their volume. The braille will usually on sheets 28 × 29 cm (11 × 11.5 ′ ′) embossed. These sheets each contain 25 lines of 40 Cells. Texts written in level 2 braille require an average of two sheets printed for each sheet Text material. A book with 200 pages therefore requires 400 braille pages. When translated in Braille become different single volumes for a single book needed from Braille pages. Each of these volumes is on limited to about 100 Braille pages, due to two factors. First are the embossed braille pages thicker and require more volume than flat, printed ones Pages. Furthermore, the braille pages essentially have to Lie flat when the tape is open so it can be fast and can be read easily. Binding the Braille Pages that lie flat also create difficulties limit the braille volumes to about 100 pages. As a result, texts that are easy in one or two printed books of reasonable size may be included need many braille volumes that are heavy and one have a large volume.

Wegen des großen Volumens von Braille-Textmaterial können viele Büchereien nicht mehr als einige wenige Braille-Bände in den Regalen aufnehmen, weil nur ein beschränkter Raum zur Verfügung steht. Blinde Schüler, die verschiedene Bücher für die verschiedenen Unterrichtsfächer benötigen, begegnen ferner der Schwierigkeit, daß sie zahlreiche sperrige Braille- Bände umhertragen müssen, die für die Umschreibung jeweils eines Buchtextes erforderlich sind.Because of the large volume of Braille text material many libraries no more than a few braille volumes on the shelves because there is only a limited space for Available. Blind students making different books for who need different subjects, also meet the difficulty of having numerous bulky Braille Volumes must be carried around for the rewriting each of a book text are required.

Abhilfe von dieser Problematik wird durch Braille-Anzeigeeinheiten geschaffen, die in der im folgenden beschriebenen Weise arbeiten. Codes, die herkömmliche Braille-Zeichen darstellen, werden auf einem Speichermedium aufgezeichnet. Das bevorzugte Medium sind beispielsweise Magnetbandkassetten. Die gespeicherte Information wird jeweils abschnittsweise in einen Zwischenspeicher eingelesen. Diese Daten aus dem Zwischenspeicher werden einer elektronischen Vorrichtung zugeführt, die eine Anzeigeeinheit steuert, welche die Braille- Zeichen in ertastbarer Weise auf eine Anzeigeoberfläche re produziert.This problem is remedied by Braille display units created in the described below Work wisely. Codes that represent conventional Braille characters are recorded on a storage medium. The preferred media are, for example, magnetic tape cassettes. The information stored is section by section in read a buffer. This data from the cache are fed to an electronic device which controls a display unit which controls the braille Characters in a tactile manner on a display surface produced.

Es wurden verschiedene Systeme zur elektronischen Speicherung von Daten entwickelt, die Braille-Zeichen darstellen und sie für Blinde reproduzieren. Viele dieser Systeme können nur einige wenige Zeichen bis höchstens eine Braille- Zeile reproduzieren. Häufig wünschen sowohl normal sehende als auch sehbehinderte Leser, zu einer vorhergehenden Textstelle auf einer Seite oder einer vorhergehenden Seite zurückzukehren. Dies ist natürlich besonders wichtig, wenn komplizierte Sachverhalte studiert werden. Beispiele hierfür sind Karten, Tabellen, musikalische und mathematische Werke. Vorrichtungen zum elektronischen Reproduzieren der Braille- Schrift, die nur eine einzige Zeile liefern, ermöglichen es dem Braille-Leser nicht, leicht zu vorhergehenden Textstellen zurückzukehren oder tabellenförmiges Material oder Material aus einer Vielzahl von Zeilen zu erfassen. Während der blinde Leser in einem normalen Braille-Buch leicht die vorhergehenden Textstellen überfliegen oder aufsuchen kann, indem er eine Zeile oder zwei einer Seite liest, um die genaue Stelle dieses Materials aufzufinden, machen die elektronischen Braille-Reproduziervorrichtungen, die jeweils nur eine einzige Zeile anzeigen, diese Bezugnahme auf vorhergehende Stellen verwirrend, schwierig und zeitraubend. Es wurde auch gefunden, daß der Braille-Leser wesentlich langsamer liest, wenn er nur jeweils eine Zeile nachgeboten bekommt, im Vergleich zu der Geschwindigkeit, mit der ganze Seiten von Braille-Büchern gelesen werden können.There have been various systems for electronic storage developed from data representing Braille characters and reproduce them for the blind. Many of these systems can just a few characters to a maximum of one Braille Reproduce line. Often wish for both normal sighted as well as visually impaired readers, to a previous passage to return to a page or a previous page. Of course, this is particularly important, though complicated issues are studied. Examples of this are maps, tables, musical and mathematical works. Devices for the electronic reproduction of Braille Fonts that only deliver a single line make it possible not to the Braille reader, easily to previous passages return or tabular material or material from a variety of rows. During the blind readers easily read the previous ones in a normal Braille book Can skim over or search for passages by he reads a line or two of a page to get the exact one Find the location of this material, make the electronic Braille reproducers, only one at a time display single line, this reference to previous Make jobs confusing, difficult and time consuming. It was too found that the Braille reader reads much slower, if he is only offered one line at a time, in comparison to the speed with which full pages of Braille books can be read.

Beispielsweise aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 17, No. 12, Mai 1975, S. 3733-3735 ist ein System bekannt, das Anzeigeelemente so geringer Baugröße enthält, daß eine gesamte Standardseite in Braille-Schrift reproduziert werden kann. Die in diesem System verwendeten bekannten Anzeigeelemente bestehen aus einem halbkugelförmigen Kopf, der mit einem in einer Bohrung einer Anzeigenplatte gelagerten Stift verbunden ist. Die Bohrung in der Anzeigenplatte ist mit einer Senkung versehen, die den Kopf im zurückgesetzten Zustand des Stiftes vollständig aufnimmt. Als Vorschiebeeinrichtung für ein solches Anzeigeelement dient ein Draht aus Nitinol 55, also eine Memory-Legierung, der sowohl mit einer an der Plattenunterseite angebrachten Leiterbahn als auch mit dem kopflosen Ende des Stiftes elektrisch leitend verbunden ist. Der Stift ist wiederum mit einer weiteren Leiterbahn elektrisch leitend verbunden. Dabei ist der Draht entweder schraubenfederförmig oder zickzackförmig um den bzw. an dem Stift angeordnet. Im zurückgesetzten Zustand des Stiftes ist der Nitinoldraht gestreckt. Wird ein Strom angelegt, so zieht sich der Draht in eine zusammengezogene Zickzack- bzw. Schraubenfederform zurück, wodurch der Stift vorgeschoben wird und der Kopf einen tastbaren Braille-Punkt bildet. Des weiteren dient der Draht dazu, den Stift ohne Stromzuführung in der vorgeschobenen Stellung zu halten.For example from the IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 17, No. 12, May 1975, pp. 3733-3735 a system is known that contains display elements so small that reproduces an entire standard page in Braille can be. The known display elements used in this system consist of a hemispherical head that with one mounted in a hole in an advertisement plate Pin is connected. The hole in the display plate is provided with a depression that the head in the recessed State of the pen fully takes up. As a feed device a wire is used for such a display element Nitinol 55, a memory alloy that can be used with both conductor track attached to the underside of the board as well electrically conductively connected to the headless end of the pin is. The pen is in turn with another conductor track electrically connected. Here is the wire either helical or zigzag around the or arranged on the pin. In the reset state of the The nitinol wire is stretched. If a current is applied, so the wire pulls into a contracted zigzag or coil spring form back, whereby the pin is advanced and the head becomes a palpable Braille point forms. Furthermore, the wire serves the pin without To keep the power supply in the advanced position.

Die in diesem System verwendeten Anzeigeelemente weisen gerade bei geringer Baugröße, wie sie für eine Vorrichtung zur Darstellung einer Standardseite in Braille-Schrift verwendet wird, mehrere Nachteile auf. Zum einen hat eine Vorrichtung mit 6000 bzw. 6300 Anzeigeelementen (Standardseite) einen sehr hohen Strombedarf, aus dem zusätzlich noch eine starke Erwärmung der gesamten Vorrichtung resultiert, die zur Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit eine zusätzliche Kühlung erforderlich macht. Zum anderen ist nicht nachgewiesen, inwieweit ein Draht aus einer Memorylegierung ständige Wechsel zwischen dem zusammengezogenen Zustand und dem gestreckten Zustand durchführen kann, ohne dabei zerstört zu werden. Eine Vorrichtung mit begrenzter Lebensdauer ist aber für die Praxis unbrauchbar.The display elements used in this system are straight with small size, as for a device for Representation of a standard page in Braille will have several disadvantages. First, has a device with 6000 or 6300 display elements (standard page) very high power requirements, from which an additional strong Heating of the entire device results in the maintenance the functionality an additional cooling makes necessary. On the other hand, it has not been proven to what extent a wire made of a memory alloy is constantly changing between the contracted state and the stretched state Can perform state without being destroyed. A device with a limited life is for Practice unusable.

Hieraus ergibt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Darstellung einer Standardseite in Braille-Schrift zu schaffen, deren erforderlicher Strombedarf sehr gering ist und die ständig sicher arbeitet.This results in the task of a device for display to create a standard page in Braille, whose required electricity is very low and always works safely.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Hierzu enthält die Vorrichtung Stifte, die in ihrer vorgeschobenen Stellung federbelastet sind und durch ihnen zugeordnete Einrastelemente in ihrer zurückgezogenen Stellung gehalten werden. Aufgrund elektrischer Signale werden die zugehörigen Einrastelemente freigegeben. Mittels einer mechanischen Einrichtung werden die vorgeschobenen Stifte wieder in die zurückgezogene Stellung gebracht.This problem is solved by the characterizing part of claim 1 specified characteristics. For this purpose, the device contains pins, which are spring loaded in their advanced position and by their associated snap-in elements in their retracted Be held. Due to electrical signals the associated snap-in elements are released. Means a mechanical device will be the advanced Put the pins back in the retracted position.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird ein Bimetallstreifen als Rast- und Aktivierungs-Mechanismus benutzt. Dieser Aktivierungs-Mechanismus benötigt nur einen sehr kurzen Stromimpuls zum Erwärmen des Bimetallstreifens, wodurch sich dieser umformt und den vorher eingerasteten Stift freigibt. Die zusammengedrückte Feder kann sich nun entspannen und angreifend an einer Schulter den Stift durch die Bohrung vorschieben, so daß eine abgerundete Spitze des Stifts einen tastbaren Punkt eines Braille-Zeichens darstellen kann. Gleichzeitig kühlt der Bimetallstreifen wieder ab und nimmt seine ursprüngliche Form wieder ein. Mittels der manuell bedienbaren mechanischen Einrichtung wird der Stift wieder so weit zurückgesetzt, bis er mit dem Bimetallstreifen verrastet ist. Die kurzen Stromimpulse senken den Strombedarf erheblich. Da als Vorschiebeeinrichtung und Aktivie rungs-Mechanismus Teile mit sehr hoher Lebensdauer verwendet werden, ist ein ständig sicheres Arbeiten der Vorrichtung gewährleistet. Des weiteren ist keine den Strombedarf erhöhende Kühlungsvorrichtung notwendig.In a particularly advantageous embodiment, a Bimetallic strips used as a locking and activation mechanism. This activation mechanism only requires one very short current pulse for heating the bimetal strip, whereby this reshapes and the previously locked Pen releases. The compressed spring can now relax and attack the pen through on one shoulder advance the hole so that a rounded tip of the Pen represents a tactile point of a Braille symbol can. At the same time, the bimetal strip cools down again and returns to its original shape. By means of the the pen is operated manually by mechanical means again set back until it is with the bimetal strip is locked. The short current pulses reduce the electricity requirement considerably. As a feed device and activation mechanism with very long service life is a constantly safe operation of the device guaranteed. Furthermore, none increases the electricity requirement Cooling device necessary.

Diese und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigtThese and other advantages of the invention result from the following detailed description of the invention the drawing. In the drawing shows

Fig. 1 die Arbeitsweise eines Bimetallelements; Figure 1 shows the operation of a bimetal element.

Fig. 2a und 2b die Arbeitsweise eines federbelasteten Tauchkolbenelementes in Verbindung mit einer Bimetall-Einrast vorrichtung; Figs. 2a and 2b, the operation device of a spring-loaded plunger element in conjunction with a bimetallic snap;

Fig. 3a und 3b die Deformierung der Bimetall-Einrastvorrichtung durch Anlegen eines elektrischen Stromes; Figures 3a and 3b, the deformation of the bimetallic locking device by applying an electrical current.

Fig. 4a, 4b und 4c eine Drauf-, Seiten- bzw. Vorderansicht eines Teils der Anzeigeeinheit, wobei der Aufbau der Braille- Zellen-Anzeigemoduln dargestellt ist und eine andere Ausführungsform der Betätigungselemente gezeigt ist; FIGS. 4a, 4b and 4c are top, side and front view of a portion of the display unit, wherein the structure of the braille cells display modules is shown and another embodiment of the actuator elements is shown;

Fig. 5a und 5b Darstellungen zur Erläuterung von zwei Herstellungs- und Zusammmenbauverfahren der Bimetallelemente für ein schnelles Zusammenbauen der Anzeigeeinheit; FIGS. 5a and 5b are diagrams for explaining two manufacturing and Zusammmenbauverfahren the bimetallic elements for a quick assembly of the display unit;

Fig. 6 eine vollständige Braille-Anzeigeeinheit; Fig. 6 is a full-Braille display unit;

Fig. 7 einen Mechanismus, durch den die Braille-Anzeigemoduln in einer Anzeigeeinheit zurückgesetzt werden; Fig. 7 is a mechanism by which the Braille display modules are reset in a display unit;

Fig. 8 ein Blockschaltbild der elektronischen Steuerschaltung der Braille-Anzeigeeinheit; Fig. 8 is a block diagram of the electronic control circuit of the Braille display unit;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Ausführung der in Fig. 8 gezeigten Decodiermatrix; Fig. 9 is a schematic diagram of a circuit for executing the decoding matrix shown in Fig. 8;

Fig. 10 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der Anzeigesteuerung; und Fig. 10 is a flowchart of the operation of the display control; and

Fig. 11 eine Grafik des Stromes in Abhängigkeit von der Betätigungszeit bei einem typischen Bimetallelement. Fig. 11 is a graph of the current in response to the operation time, in a typical bimetallic element.

Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Herstellung von elektromechanischen Systemen, die eine große Anzahl von Braille- Zeichen reproduzieren können, besteht in der Entwicklung eines Mechanismus zum mechanischen Erzeugen der ertastbaren Braille-Punkte, die klein genug sein können, damit eine große Anzahl von Braille-Zeichen mit dem normalen Braille- Abstand reproduziert werden kann, wobei der Mechanismus jedoch ausreichend kostengünstig sein muß, damit die große Anzahl von erforderlichen Mechanismen zu tragbaren Kosten vorgesehen werden kann. Zum Beispiel besteht eine Braille-Seite aus 25 Zeilen zu jeweils 40 Zeichen, wobei jedes Zeichen bis zu sechs Punkte aufweist. Um eine Braille-Seite zu reproduzieren, sind also etwa 6000 Mechanismen erforderlich, und diese 6000 Mechanismen müssen in einen Bereich von etwa 28×29 cm (11×11,5′′) passen.One of the main difficulties in the manufacture of electromechanical Systems that have a large number of braille The ability to reproduce characters is in development a mechanism for mechanically generating the tactile Braille dots that can be small enough to make one large number of Braille characters with the normal Braille Distance can be reproduced, however, the mechanism must be inexpensive enough for the large number of necessary mechanisms provided at affordable cost can be. For example, a Braille page consists of 25 Lines of 40 characters each, each character up to has six points. To reproduce a braille page, So about 6000 mechanisms are required, and these 6000 mechanisms must be in a range of approximately 28 × 29 cm (11 × 11.5 ′ ′) fit.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist ein neuartiger Betätigungsmechanismus, der ein thermisch betätigtes Bimetallelement enthält, das ansprechend auf ein daran angelegtes elektrisches Signal einen zugeordneten federbelasteten Tauchkolben zur Bewegung freigibt, um einen erhabenen Punkt eines Braille-Zeichens zu bilden.An essential feature of the invention is a novel one Actuating mechanism, which is a thermally actuated bimetal element contains, in response to an applied to it electrical signal an associated spring-loaded Plunger releases movement to a sublime one To form the point of a Braille sign.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Bimetallstreifen 10 dargestellt ist. Solche Streifen sind wohlbekannt und können von vielen Handelsquellen bezogen werden. Der Bimetallstreifen ist aus zwei verschiedenen Metallen gebildet, die unterschiedliche Temperaturkoeffizienten aufweisen. Dies ist in Fig. 1 dargestellt, wo ein Streifen 12 aus einem ersten Metall mit einem Streifen 14 verbunden ist, der aus einem zweiten Metall gebildet ist, das eine unterschiedliche Wärmeausdehnungscharakteristik aufweist. Eine typische Metallpaarung ist Invar mit Kupfer.Referring to Fig. 1, in which a bimetallic strip 10 is shown. Such strips are well known and can be obtained from many commercial sources. The bimetallic strip is made of two different metals that have different temperature coefficients. This is shown in Fig. 1, where a strip 12 of a first metal is connected to a strip 14 which is formed of a second metal which has a different thermal expansion characteristic. A typical metal pairing is Invar with copper.

Wenn der Bimetallstreifen 10 so zusammengebaut wird, daß er bei einer bestimmten Temperatur T₀ gerade ist, wie in Fig. 1 als Streifen 10 dargestellt ist, bewirkt ein Erhöhen der Temperatur über den Wert T₀, daß sich einer der Streifen stärker ausdehnt als der andere, da unterschiedliche Temperaturkoeffizienten vorhanden sind. Wenn z. B. der Streifen 12 einen größeren Temperaturkoeffizienten als der Streifen 14 aufweist und die Temperatur des Bimetallstreifens über T₀ erhöht wird, biegt sich der Streifen, wie in Fig. 1 als 10′ gezeigt ist.When the bimetallic strip 10 is assembled to be straight at a certain temperature T ₀, as shown as strip 10 in FIG. 1, increasing the temperature above the value T ₀ causes one of the strips to expand more than that others because of different temperature coefficients. If e.g. B. the strip 12 has a larger temperature coefficient than the strip 14 and the temperature of the bimetallic strip is increased above T ₀, the strip bends, as shown in Fig. 1 as 10 ' .

Es wird auf die Fig. 2a und 2b Bezug genommen. Dort ist ein neuartiges Betätigungselement 8 zur Erzeugung eines ertastbaren Braille-Punktes dargestellt. Ein Tauchkolben 16 erstreckt sich durch ein Loch 18 in einer Bodenplatte 20. Der Tauchkolben 16 ist typischerweise im Querschnitt kreisförmig. Eine Feder 22 umgibt denjenigen Teil des Tauchkolbens 16, der sich durch das Loch 18 hindurch erstreckt, und stößt gegen eine Schulter 24 an, die am Oberteil des Tauchkolbens 16 gebildet ist. Die Feder 22 hat einen größeren Durchmesser als das Loch 18, und das untere Ende der Feder 22 ruht auf der Platte 20. Die Feder 22 wird durch die Schulter 24 und die Bodenplatte 20 zusammengedrückt und erzeugt eine nach oben gerichtete Kraft auf den Tauchkolben 16.Reference is made to FIGS. 2a and 2b. A new type of actuating element 8 for generating a tactile Braille point is shown there. A plunger 16 extends through a hole 18 in a bottom plate 20 . The plunger 16 is typically circular in cross section. A spring 22 surrounds that part of the plunger 16 which extends through the hole 18 and abuts against a shoulder 24 which is formed on the upper part of the plunger 16 . The spring 22 has a larger diameter than the hole 18 and the lower end of the spring 22 rests on the plate 20 . The spring 22 is compressed by the shoulder 24 and the base plate 20 and generates an upward force on the plunger 16 .

Von der Schulter 24 ausgehend erstreckt sich ein Stift 26 nach oben. Der Stift 26 ist derjenige Teil des Mechanismus, der angehoben wird, um einen Braille-Punkt "anzuzeigen", der von einer Person ertastet werden kann. Die Spitze des Stiftes 26 ist abgerundet und erstreckt sich in ein Loch 28 in einer Deckelplatte 30.Starting from the shoulder 24 , a pin 26 extends upwards. The pin 26 is the part of the mechanism that is raised to "display" a Braille point that can be felt by a person. The tip of the pin 26 is rounded and extends into a hole 28 in a cover plate 30 .

Aus einer Seite des Tauchkolbens 16 erstreckt sich ein Einraststift 32 heraus. In der in Fig. 2a gezeigten Stellung ist der "Anzeigestift" 26 in bezug auf die Platte so angeordnet, daß die Spitze des Stiftes 26 innerhalb des Loches 28 liegt und mit der oberseitigen Oberfläche der Deckelplatte 30 fluchtet. In dieser Stellung paßt der Einraststift 32 in ein Loch 34 in einem Bimetallelement 36, das an der Bodenplatte 20 befestigt ist. Das Bimetallelement 36 hält den Tauchkolben 16 in der in Fig. 2a gezeigten Stellung fest, entgegen der nach oben gerichteten Kraft, die durch die Feder 22 erzeugt wird, wenn der Einraststift 32 sich innerhalb des Loches 34 befindet.A locking pin 32 extends from one side of the plunger 16 . In the position shown in FIG. 2a, the "indicator pin" 26 is arranged with respect to the plate so that the tip of the pin 26 lies within the hole 28 and is flush with the top surface of the cover plate 30 . In this position, the locking pin 32 fits into a hole 34 in a bimetallic element 36 which is fastened to the base plate 20 . The bimetallic element 36 holds the plunger 16 in the position shown in FIG. 2a, against the upward force which is generated by the spring 22 when the locking pin 32 is located in the hole 34 .

Fig. 2a zeigt das Betätigungselement 8 in einer Stellung, in der ein Braille-Punkt durch das Betätigungselement nicht "angezeigt" wird. Das Bimetallelement 36 ist aus einem Bimetallstreifen zusammengesetzt und in bezug auf den Tauchkolben 16 so orientiert, daß das Element 36 sich von dem Tauchkolben 16 fortbiegt, wenn es erhitzt wird. Um einen Braille-Punkt anzuzeigen, wird der Bimetallstreifen 36 erhitzt, wodurch er sich von dem Kolben 16 fortbiegt und veranlaßt, daß das Loch 34 in dem Bimetallelement 36 von dem Einraststift 32 freikommt. Der Tauchkolben 16 wird dann nicht mehr in der zurückgezogenen Stellung festgehalten, und die Kraft der Feder 22 bewegt den Tauchkolben 16 nach oben, bis die oberseitige Oberfläche der Schulter 24 an die Unterseite der Platte 30 anstößt. In dieser Stellung erstreckt sich der Stift 26 über die Oberseite der Deckelplatte 30 hinaus, um eine ertastbare Darstellung eines Braille-Punktes zu bilden. Die Oberflächen des Stiftes 26 und/oder der Deckelplatte 30 können eine stumpfe Oberflächenbearbeitung erhalten, um die Tendenz glatter Oberflächen zu vermindern, die Fingerspitzen nach lange andauerndem Braille-Lesen unempfindlich zu machen. Fig. 2a shows the operating member 8 in a position in which a braille dot "displayed" by the actuator will not. The bimetallic element 36 is composed of a bimetallic strip and is oriented with respect to the plunger 16 so that the element 36 bends away from the plunger 16 when heated. To indicate a braille point, the bimetallic strip 36 is heated, causing it to bend away from the piston 16 and cause the hole 34 in the bimetallic element 36 to clear the latch pin 32 . The plunger 16 is then no longer held in the retracted position and the force of the spring 22 moves the plunger 16 upward until the top surface of the shoulder 24 abuts the underside of the plate 30 . In this position, the pin 26 extends beyond the top of the cover plate 30 to form a tactile representation of a braille dot. The surfaces of the pen 26 and / or the top plate 30 can be given a blunt surface finish to reduce the tendency for smooth surfaces to make the fingertips insensitive to long-lasting braille reading.

Dies ist in Fig. 2b dargestellt, wo ein Bimetallelement 36 erhitzt ist, so daß es sich in der durch einen Pfeil 38 bezeichneten Richtung von dem Tauchkolben 16 fortbewegt und von dem Einraststift 32 loskommt. Ansprechend darauf bewegt sich der Tauchkolben nach oben, wie durch Pfeil 40 bezeichnet ist. Der Anzeigestift 26 erstreckt sich etwa 0,58 mm (0,023") über die Oberfläche der Deckelplatte 30 hinaus. Dies ist die genormte Höhe von Braille-Punkten. Es können jedoch auch andere Abmessungen günstig sein, um leichter erkennbare und lesbare Zeichen zu bilden. Insbesondere können das sogenannte "Jumbo-Braille" oder andere nicht genormte Braille-Größen verwendet werden, um eine Anpassung an Personen zu schaffen, die ein geringeres Ertastungsvermögen als der Durchschnitt aufweisen, z. B. Kinder und ältere Personen. This is shown in Fig. 2b, where a bimetallic element 36 is heated so that it moves away from the plunger 16 in the direction indicated by an arrow 38 and is released from the locking pin 32 . In response, the plunger moves upward, as indicated by arrow 40 . The indicator pin 26 extends approximately 0.58 mm (0.023 ") beyond the surface of the top plate 30. This is the standard height of Braille dots. However, other dimensions may be beneficial to form more easily recognizable and legible characters. In particular, the so-called "jumbo braille" or other non-standard braille sizes can be used to adapt to people who are less palpable than average, e.g. children and the elderly.

Die Bimetallelemente 36 werden selektiv in der im folgenden beschriebenen Weise erhitzt. Die Bimetallelemente sind in Form eines umgekehrten "U" ausgebildet, so daß die zwei Schenkel des "U" mit der Bodenplatte 20 in Berührung sind und von dieser gestützt werden; das Loch 34 in dem Bimetallelement ist in dem Mittelabschnitt des "U" gebildet, der die zwei Schenkel verbindet. Dies ist deutlicher in Fig. 3a gezeigt, wo ein Bimetallelement 36 in seinem undeformierten Zustand gezeigt ist, den es annimmt, wenn ein Tauchkolben 16 in der zurückgezogenen Stellung gehalten wird. Das Bimetallelement 36 kann selektiv erhitzt werden, indem ein Potential an den beiden Schenkeln 42 des U-förmigen Elementes angelegt wird. Dies ist schematisch in Fig. 3a gezeigt, wo eine Spannungsquelle 46 direkt an einen Schenkel 42 des Bimetallstreifens 36 und über einen Schalter 48 an den anderen Schenkel angelegt ist. Durch Schließen des Schalters 48 fließt ein Strom zu dem einen Schenkel 42 des Bimetallelementes, dann über den oberen Abschnitt 44 und den anderen Schenkel 42. Da das Bimetallelement 36 einen recht hohen Widerstand aufweist, erzeugt dieser Stromfluß eine Widerstandserhitzung des Bimetallelements, wodurch dieses sich biegt. Dies ist in Fig. 3b dargestellt, wo der Schalter 48 einen Strom I durch das Bimetallelement 36 zugelassen hat, um das Element zu erhitzen und in der durch Pfeil 50 bezeichneten Richtung zu verbiegen. Auf diese Weise können Bimetallelemente, die aus einer großen Anzahl von Betätigungsvorrichtungen ausgewählt sind, leicht erhitzt werden, damit der zugeordnete Tauchkolben 16 einen Braille-Punkt "anzeigt".The bimetallic elements 36 are selectively heated in the manner described below. The bimetallic elements are in the form of an inverted "U", so that the two legs of the "U" are in contact with the base plate 20 and are supported by it; hole 34 in the bimetallic element is formed in the central portion of the "U" connecting the two legs. This is shown more clearly in Figure 3a, where a bimetallic element 36 is shown in its undeformed state which it assumes when a plunger 16 is held in the retracted position. The bimetallic element 36 can be selectively heated by applying a potential to the two legs 42 of the U-shaped element. This is shown schematically in FIG. 3a, where a voltage source 46 is applied directly to one leg 42 of the bimetallic strip 36 and via a switch 48 to the other leg. By closing the switch 48 , a current flows to one leg 42 of the bimetal element, then via the upper section 44 and the other leg 42 . Since the bimetal element 36 has a rather high resistance, this current flow causes resistance heating of the bimetal element, causing it to bend. This is shown in Fig. 3b, where the switch 48 has allowed a current I through the bimetallic element 36 to heat the element and bend it in the direction indicated by arrow 50 . In this way, bimetallic elements selected from a large number of actuators can be easily heated so that the associated plunger 16 "indicates" a Braille point.

Es wird erneut auf die Fig. 2a und 2b Bezug genommen. Das Bimetallelement 36 ist an der Bodenplatte 20 befestigt dargestellt. Die Leiter für die Zuführung eines Stromes zu den Schenkeln des Bimetallelements 36 können leicht und kostengünstig erzeugt werden, indem gedruckte Leiterbahnen auf der Oberseite und/oder Unterseite der Bodenplatte 20 gebildet werden. Reference is made again to FIGS. 2a and 2b. The bimetallic element 36 is shown attached to the base plate 20 . The conductors for supplying a current to the legs of the bimetal element 36 can be produced easily and inexpensively by forming printed conductor tracks on the top and / or bottom of the base plate 20 .

In diesem Fall haben dann die Schenkel 42 des Bimetallelements 36 Beinchen 52, die sich von den Schenkeln 42 aus nach unten erstrecken. Diese Beinchen sind in Löcher eingesetzt, die in der Grundplatte 20 gebildet sind, und können an den gedruckten Leiterbahnen verlötet werden, um damit eine elektrische Verbindung herzustellen. Es ist in den Fig. 2a und 2b zwar nur ein einziges Betätigungselement 8 gezeigt, in einem Braille-Reproduziergerät wird jedoch eine sehr große Anzahl von solchen Betätigungselementen verwendet, und diese Betätigungselemente haben einen sehr geringen Abstand voneinander. Gedruckte Leiterbahnen sind ideal geeignet, um die elektrischen Verbindungen der Bimetallelemente 36 herzustellen, da sie leicht und kostengünstig mit sehr geringen Toleranzen auf der Bodenplatte 20 gebildet werden können, um die Verbindung mit den Bimetallelementen 36 herzustellen.In this case, the legs 42 of the bimetal element 36 then have legs 52 which extend downward from the legs 42 . These pins are inserted into holes formed in the base plate 20 and can be soldered to the printed circuit traces to make an electrical connection. Although only a single actuating element 8 is shown in FIGS. 2a and 2b, a very large number of such actuating elements are used in a Braille reproducing device, and these actuating elements are very closely spaced from one another. Printed conductor tracks are ideally suited for establishing the electrical connections of the bimetallic elements 36 , since they can be easily and inexpensively formed on the base plate 20 with very small tolerances in order to establish the connection with the bimetallic elements 36 .

Sobald der Einraststift 32 von dem Bimetallelement 36 freigegeben ist, so daß der Tauchkolben 36 sich in seine verlängerte Stellung begibt, bleibt er unbegrenzt in dieser Stellung zum Anzeigen eines Braille-Punktes, ohne weiteren elektrischen Strom zu benötigen. Dies ist vorteilhaft, insbesondere für tragbare Systeme, da es erwünscht sein kann, die Anzeige einer Seite von Braille-Zeichen während langer Zeitspannen aufrechtzuerhalten.As soon as the locking pin 32 is released from the bimetallic element 36 so that the plunger 36 moves into its extended position, it remains in this position indefinitely for displaying a Braille point without the need for further electrical current. This is advantageous, particularly for portable systems, since it may be desirable to maintain the display of a page of Braille characters for long periods of time.

Um den Tauchkolben 16 in seine zurückgezogene Stellung zurückzuführen, wird eine nach unten gerichtete Kraft auf den Tauchkolben 16 ausgeübt, wodurch sich dieser dann nach unten bewegt und die Feder 22 wieder zusammendrückt, bis der Einraststift 32 wieder mit dem Loch 34 in Eingriff gelangt.In order to return the plunger 16 to its retracted position, a downward force is exerted on the plunger 16 , causing it to move down and compress the spring 22 again until the latch pin 32 engages the hole 34 again.

Zur vereinfachten Darstellung ist die Größe der Bewegungen des Tauchkolbens 16 und des Bimetallelements 36 in der Zeichnung übertrieben dargestellt. Wie bereits erwähnt wurde, hat die gesamte senkrechte Bewegung des Tauchkolbens 16 die Größenordnung von 0,58 mm (0,023′′). In Wirklichkeit bewegen sich der Tauchkolben 16 und der Einraststift 32 nicht so weit, daß der obere Abschnitt 44 des Bimetallelements 36 völlig freigegeben wird. Das Bimetallelement wird typischerweise durch einen kurzen Stromimpuls erhitzt; nach Fortfall des Stromes kehrt das Bimetallelement 36 zu seiner Normaltemperatur zurück und ist bestrebt, sich in seine ursprüngliche Stellung zurück zu bewegen, bis der obere Abschnitt 44 gegen das Ende des Einraststiftes 32 anstößt. Wenn also der Tauchkolben 16 nach unten bewegt wird, gleitet das Ende des Einraststiftes 32 entlang dem oberen Abschnitt 44 des Bimetallelements 36, bis es mit dem Loch 34 wieder in Eingriff gelangt. Natürlich können andere Verfahren angewandt werden, um den Einraststift 32 wieder mit dem Bimetallelement 36 in Eingriff gelangen zu lassen, wenn die erforderliche senkrechte Bewegung des Tauchkolbens 16 bewirkt, daß der Einraststift 32 sich vollständig über das Bimetallelement 36 anhebt. Zum Beispiel kann die Unterseite des Einraststiftes 32 abgeschrägt sein, oder der obere Abschnitt 44 des Bimetallelements 36 ist unter einem Winkel von dem Tauchkolben 16 abgebogen, damit der Einraststift 32 das Bimetallelement 36 von dem Tauchkolben 16 bei dessen Abwärtsbewegung fortbiegen kann.For a simplified illustration, the size of the movements of the plunger 16 and the bimetal element 36 is shown exaggerated in the drawing. As already mentioned, the total vertical movement of the plunger 16 is of the order of 0.58 mm (0.023 ''). In reality, the plunger 16 and the locking pin 32 do not move so far that the upper section 44 of the bimetal element 36 is completely released. The bimetal element is typically heated by a short current pulse; after the current has ceased, the bimetallic element 36 returns to its normal temperature and strives to move back to its original position until the upper portion 44 abuts the end of the locking pin 32 . Thus, when the plunger 16 is moved downward, the end of the locking pin 32 slides along the upper portion 44 of the bimetal element 36 until it engages the hole 34 again. Of course, other methods can be used to re-engage the latch pin 32 with the bimetallic element 36 when the required vertical movement of the plunger 16 causes the latch pin 32 to rise fully above the bimetallic element 36 . For example, the underside of the locking pin 32 may be chamfered, or the upper portion 44 of the bimetal element 36 is bent at an angle from the plunger 16 so that the locking pin 32 can bend the bimetal element 36 away from the plunger 16 as it moves downward.

Die folgenden Betrachtungen und Gleichungen ermöglichen die Bestimmung der Parameter, die zur Konstruktion eines Betätigungselements 8 erforderlich sind, wie es in den Fig. 2a und 2b gezeigt ist. Die thermische Ablenkung D für ein Bimetallelement der in der Zeichnung gezeigten Art ist gegeben durch:The following considerations and equations allow the determination of the parameters required to construct an actuator 8 as shown in Figures 2a and 2b. The thermal deflection D for a bimetallic element of the type shown in the drawing is given by:

Darin ist F eine Eigenschaft des Materials, Δ T der Temperaturanstieg, L die Länge des Bimetallelements 36 und t die Dicke des Bimetallelements. Für ein praktisches Beispiel eines Bimetallelements, das aus Truflex gebildet ist, das von Texas Instruments hergestellt und in den Handel gebracht wird, ist F=215×10^-7, L=12,5 mm (0,5′′), t hat den Wert 0,127 mm (0,005′′) und T beträgt typischerweise 24°C (75°F). Bei diesen Parametern beträgt die nutzbare Ablenkung D gleich 1,09 mm (0,0432′′). Wenn das thermische Element erhitzt wird und in seiner Bewegung behindert wird, erzeugt es eine Kraft P, die in N (bzw. Ounces) gegeben ist durch:Therein F is a property of the material, Δ T the temperature rise, L the length of the bimetal element 36 and t the thickness of the bimetal element. For a practical example of a bimetallic element formed from Truflex manufactured and marketed by Texas Instruments, F = 215 × 10 ^-7 , L = 12.5 mm (0.5 ′ ′), t the value 0.127 mm (0.005 ′ ′) and T is typically 24 ° C (75 ° F). With these parameters, the usable deflection D is 1.09 mm (0.0432 ''). If the thermal element is heated and its movement is hindered, it generates a force P , which is given in N (or ounces) by:

Darin sind E der Elastizitätsmodul und w die Breite des Bimetallelements. Für das betrachtete Material ist E=1,273×10⁶ bar (19×10⁶ psi) und ergibt eine Kraft P von 0,0347 N (0,125 Ounces). Für einen Reibungskoeffizienten von 0,5 zwischen dem Einraststift 32 und der Innenoberfläche des Loches 34 und für eine aufwärts gerichtete Kraft von 0,556 N (2 Ounces), die von der Feder 22 geliefert wird, muß ein Bimetallelement 36 eine Reibungskraft von 0,139 N (0,5 Ounces) überwinden, um den Tauchkolben 16 freizugeben. Die erforderliche Temperaturänderung Δ T zur Überwindung dieser Reibungskraft kann aus Gleichung (2) bestimmt werden; es ist ein Temperaturanstieg von 16,5°C (30°F) erforderlich, um die Reibungskraft zu überwinden. Für einen gesamten Temperaturanstieg von 41°C (75°F) verbleiben etwa 25°C (45°F) für die Auslenkung. Die maximal verfügbare Auslenkung bei diesem Temperaturanstieg kann also durch Gleichung (1) bestimmt werden, in der Δ T 25°C (45°F) beträgt. Diese maximale ausnutzbare Ablenkung für einen Temperaturanstieg von 41°C (75°F) beträgt 0,66 mm (0,026′′). Dieser Wert bestimmt die Länge des Stiftes 32, die etwas geringer sein sollte als 0,66 mm (0,026′′), damit das Freiwerden von dem Loch 34 ansprechend auf die oben berechnete Bewegung des Bimetallelements 36 gewährleistet ist. E is the modulus of elasticity and w is the width of the bimetal element. For the material under consideration, E = 1.273 × 10⁶ bar (19 × 10⁶ psi) and gives a force P of 0.0347 N (0.125 ounces). For a coefficient of friction of 0.5 between the locking pin 32 and the inner surface of the hole 34 and for an upward force of 0.556 N (2 ounces) provided by the spring 22 , a bimetallic element 36 must have a frictional force of 0.139 N (0 , 5 ounces) to release the plunger 16 . The temperature change Δ T required to overcome this frictional force can be determined from equation (2); a temperature increase of 16.5 ° C (30 ° F) is required to overcome the frictional force. For a total temperature rise of 41 ° C (75 ° F), about 25 ° C (45 ° F) remains for the deflection. The maximum available deflection with this temperature rise can therefore be determined by equation (1), in which Δ T is 25 ° C (45 ° F). This maximum exploitable deflection for a temperature rise of 41 ° C (75 ° F) is 0.66 mm (0.026 ''). This value determines the length of the pin 32 , which should be slightly less than 0.66 mm (0.026 ''), so that the release of the hole 34 is ensured in response to the movement of the bimetal element 36 calculated above.

Die Fig. 2a und 2b zeigen ein einziges Betätigungselement 8, das einen einzigen Braille-Punkt anzeigt. In Wirklichkeit ist natürlich eine große Anzahl von Betätigungselemente erforderlich, um eine Mehrzahl von Braille-Zeichen anzuzeigen. In wohlbekannter Weise enthält ein einzelnes Braille-Zeichen sechs Punktpositionen, die aus zwei Spalten zu jeweils drei Punkten zusammengesetzt sind. Diese Punkte haben Mittelpunkte, die einen Abstand von etwa 3,17 mm (⅛′′) haben. Die Fig. 4a, 4b und 4c zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Betätigungselements zur Anzeige einer Anzahl von Braille-Zeichen, und ferner ist eine andere Ausführungsform des Betätigungselements dargestellt. Fig. 4a ist eine Draufsicht auf eine Deckelplatte 30, welche die Anordnung der Betätigungselemente zum Anzeigen von vier Braille-Zeichen darstellt. Fig. 4b ist eine Seitenansicht, und Fig. 4c ist eine Vorderansicht der Anordnung von Betätigungselementen für ein einzelnes Braille-Zeichen. Die vier in Fig. 4a gezeigten Braille-Zeichen belegen eine Fläche von etwa 19×9,5 mm (¾×⅜′′). Es sind 24 Braille- Punktpositionen vorhanden, und folglich müssen 24 Betätigungselemente auf diesem sehr kleinen Bereich untergebracht werden. Die Erfindung ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung mit dieser Größe, so daß die Betätigungselemente mit dieser hohen Dichte oder einer noch größeren Dichte angeordnet werden können. FIGS. 2a and 2b show a single actuator 8, indicating a single-point braille. In reality, of course, a large number of actuators are required to display a plurality of Braille characters. As is well known, a single Braille character contains six dot positions composed of two columns of three dots each. These points have center points that are approximately 3.17 mm apart (⅛ ′ ′). FIGS. 4a, 4b and 4c show a preferred embodiment of the operating element for indicating a number of braille characters, and further is shown another embodiment of the actuator. FIG. 4a is a plan view of a cover plate 30 showing the arrangement of the operating elements for displaying four Braille characters. Fig. 4b is a side view and Fig. 4c is a front view of the arrangement of actuators for a single Braille sign. The four Braille characters shown in Fig. 4a occupy an area of approximately 19 × 9.5 mm (¾ × ⅜ ''). There are 24 braille point positions and consequently 24 actuators must be housed in this very small area. The invention enables economical production with this size, so that the actuators can be arranged with this high density or an even greater density.

Die Fig. 4a, 4b und 4c zeigen eine andere Ausführungsform der Betätigungselemente. Diese andere Ausführungsform ist deutlicher in Fig. 4c dargestellt. Aus Fig. 4c ist ersichtlich, daß anstelle des Einraststiftes 32 und des entsprechenden Loches 34 in dem Bimetallelement 36 jeder Tauchkolben 16 mit einer Rille 66 versehen ist, die in seiner Schulter 24 gebildet ist. Das obere Ende jedes Bimetallelements 36 hat eine hakenförmige Biegung 68, die mit der Rille 66 in Eingriff gelangt, um den Tauchkolben 16 in der zurückgezogenen Stellung zu halten. Dies ist in Fig. 4c an dem rechten Betätigungselement gezeigt. Ansprechend auf ein an das Bimetallelement angelegtes elektrisches Signal verbiegt sich das Bimetallelement von dem Tauchkolben 16 in der vorstehend beschriebenen Weise fort und gibt den Tauchkolben frei. Nachdem das elektrische Signal entfernt ist und das Bimetallelement 36 abgekühlt ist, gelangt die hakenförmige Biegung 68 des Bimetallelements auf dem Oberteil der Schulter 24 und an die Rille 66 anstoßend zur Auflage, wie in Fig. 4c gezeigt ist. Wenn der Tauchkolben 16 abgesenkt wird, gelangt die Biegung 68 wieder in Eingriff mit der Rille 66 in dem Tauchkolben, um das Betätigungselement in der nicht betätigten Stellung zu halten. FIGS. 4a, 4b and 4c show another embodiment of the actuating elements. This other embodiment is shown more clearly in Fig. 4c. From Fig. 4c it can be seen that instead of the locking pin 32 and the corresponding hole 34 in the bimetallic element 36, each plunger 16 is provided with a groove 66 which is formed in its shoulder 24 . The upper end of each bimetal element 36 has a hook-shaped bend 68 which engages the groove 66 to hold the plunger 16 in the retracted position. This is shown in Fig. 4c on the right actuator. In response to an electrical signal applied to the bimetal element, the bimetal element bends away from the plunger 16 in the manner described above and releases the plunger. After the electrical signal is removed and the bimetal element 36 has cooled, the hook-shaped bend 68 of the bimetal element comes to rest on the upper part of the shoulder 24 and abutting the groove 66 , as shown in FIG. 4c. When plunger 16 is lowered, bend 68 again engages groove 66 in the plunger to hold the actuator in the unactuated position.

Es wird auf die Fig. 4a und 4b Bezug genommen. Dort ist die bevorzugte Positionierung der Bimetallelemente für die Betätigungselemente eines Braille-Zeichens dargestellt. In wohlbekannter Weise enthält ein Braille-Zeichen zwei parallele Spalte zu jeweils drei Punkten. Wie in Fig. 4a gezeigt ist, können die Bimetallelemente neben den Tauchkolben auf der Außenseite jedes Zeichens angeordnet sein. Diese Anordnung ist besonders günstig, wenn die Bimetallelemente in Form von kontinuierlichen Streifen gebildet oder zusammengefügt sind, wie weiter unten in Verbindung mit den Fig. 5a und 5b erläutert wird. Fig. 4b ist eine Seitenansicht der in Fig. 4a gezeigten Anordnung. Zwar ist dies aus Fig. 4a nicht ersichtlich, jedes der anderen gezeigten Zeichen ist jedoch aus sechs Betätigungselementen gebildet, die dieselbe relative Orientierung zwischen den Tauchkolben 16 und den Bimetallelementen 36 aufweisen. Die Erfindung ermöglicht also eine sehr hohe Dichte der Elemente, die in einem sehr geringen Volumen zusammengesetzt werden können.Referring to FIGS. 4a and 4b reference. The preferred positioning of the bimetal elements for the actuating elements of a Braille symbol is shown there. As is well known, a Braille symbol contains two parallel columns with three dots each. As shown in Fig. 4a, the bimetallic elements can be arranged next to the plungers on the outside of each character. This arrangement is particularly advantageous if the bimetallic elements are formed or joined in the form of continuous strips, as will be explained below in connection with FIGS. 5a and 5b. Figure 4b is a side view of the arrangement shown in Figure 4a. While this 4a of FIG. Not visible, each of the other characters shown is, however, formed of six actuators, the same relative orientation between the plunger 16 and the bimetallic elements have 36th The invention thus enables a very high density of the elements, which can be assembled in a very small volume.

Die in Fig. 4a gezeigte Anordnung der Betätigungselemente und Bimetallelemente 36 schließt andere Anordnungen nicht aus. Die in Fig. 4a gezeigte Anordnung hat jedoch den Vorteil, daß alle Bimetallelemente in einer Reihe von Zeilen angeordnet sind, und diese Anordnung kann zu einfacheren Zusammenbautechniken führen. Z. B. werden die Bimetallelemente 36 typischerweise durch Ausstanzen aus einem großen Blech Bimetallmaterial hergestellt. Damit eine große Anzahl von Bimetallelementen auf der Bodenplatte 20 mit minimalem Herstellungsaufwand aufgebaut werden kann, können die Bimetallelemente bei dem Stanzvorgang so ausgebildet werden, daß sie durch einen Streifen verbunden bleiben, der später abgelöst und entfernt wird. Dies ist in Fig. 5a dargestellt, wo eine Mehrzahl von Bimetallelementen 36, die aus einem Blech ausgestanzt wurden, miteinander durch ein Oberteil 65 fest verbunden sind. Wie aus Fig. 4a für eine Seite von 24 Zeilen zu 40 Braille-Zeichen ersichtlich ist, sind alle Bimetallelemente eines Zeichens parallel mit und liegen in derselben Ebene wie die Elemente von Zeichen in dieser Spalte und in anderen Reihen. Durch Herstellung der in Fig. 5 gezeigten Struktur mit den richtigen Abständen zwischen den Bimetallelementen 36 können die parallelen Bimetallelemente in einer Spalte gleichzeitig in die Bodenplatte 20 eingesetzt werden. Jedes Bimetallelement 36 wird dann an der Bodenplatte 20 befestigt. Zweckmäßigerweise ist die Bodenplatte 20 eine gedruckte Schaltungskarte, die elektrische Leiterbahnen zu jedem Bimetallelement aufweist, und diese Elemente werden leicht und schnell an der Bodenplatte 20 durch Löten o. dgl. befestigt.The arrangement of the actuating elements and bimetallic elements 36 shown in FIG. 4a does not exclude other arrangements. However, the arrangement shown in Figure 4a has the advantage that all the bimetallic elements are arranged in a series of rows and this arrangement can lead to simpler assembly techniques. For example, the bimetallic elements 36 are typically made by punching out a large sheet of bimetallic material. So that a large number of bimetallic elements can be built up on the base plate 20 with minimal manufacturing expenditure, the bimetallic elements can be formed during the stamping process in such a way that they remain connected by a strip which is later removed and removed. This is shown in FIG. 5a, where a plurality of bimetallic elements 36 , which have been punched out of a metal sheet, are firmly connected to one another by an upper part 65 . As can be seen from Fig. 4a for a page of 24 lines of 40 Braille characters, all bimetallic elements of a character are parallel with and lie in the same plane as the elements of characters in this column and in other rows. By producing the structure shown in FIG. 5 with the correct distances between the bimetallic elements 36 , the parallel bimetallic elements in one column can be inserted into the base plate 20 at the same time. Each bimetallic element 36 is then attached to the bottom plate 20 . Conveniently, the bottom plate 20 is a printed circuit board that has electrical traces to each bimetallic element, and these elements are easily and quickly attached to the bottom plate 20 by soldering or the like.

Nach der Befestigung der Bimetallelemente 36 an der Bodenplatte 20 wird das Oberteil 65, das die Bimetallelemente verbindet, entfernt. Dies kann durch Abschneiden des Oberteils 65 geschehen. Bei dem Stanzvorgang kann aber auch das Bimetallblech an der Verbindungsstelle des Oberteils 65 mit den Bimetallelementen teilweise eingeschnitten werden, so daß das Oberteil 65 abgebrochen werden kann. Es können auch andere Herstellungsverfahren Anwendung finden. Da ein Blatt mit Braille-Zeichen 6000 Elemente enthält, ist dieses schnelle Herstellungsverfahren ein großer Vorteil, denn das individuelle Einsetzen und Befestigen jedes Bimetallelements 36 würde die Herstellungskosten bedeutend erhöhen.After the bimetallic elements 36 have been attached to the base plate 20 , the upper part 65 , which connects the bimetallic elements, is removed. This can be done by cutting off the upper part 65 . During the punching process, however, the bimetal sheet can also be partially cut at the junction of the upper part 65 with the bimetal elements, so that the upper part 65 can be broken off. Other manufacturing processes can also be used. Since a sheet with Braille characters contains 6,000 elements, this rapid manufacturing process is a great advantage because the individual insertion and fastening of each bimetal element 36 would significantly increase the manufacturing costs.

Fig. 5b zeigt ein anderes Verfahren zum Aufbauen der Bimetallelemente 36. Die in Fig. 5b gezeigten Bimetallelemente sind diejenigen, die bei der Ausführungsform des Betätigungselements nach den Fig. 4a, 4b und 4c verwendet werden. Die in den Fig. 5a und 5b gezeigte Anordnung kann jedoch auch bei anderen Ausführungsformen Anwendung finden. In Fig. 5b ist eine Anzahl von in einer Linie liegenden Bimetallelementen 36, die Braille-Punkten in entsprechenden Spalten verschiedener Zeilen zugeordnet sind, auf einem langgestreckten Trägerelement 71 aufgebaut, das zweckmäßigerweise aus Phenolmaterial oder anderem Werkstoff für gedruckte Schaltungen gebildet ist. Ein leitender Streifen 73 erstreckt sich entlang dem oberen Rand des Trägerelements 71. Die einzelnen Bimetallelemente 36 haben einen abgebogenen Schenkel, um eine Versetzung 75 zwischen den beiden Schenkeln zu bewirken. Ein Schenkel jedes Bimetallelements ist an dem leitenden Streifen 73 z. B. durch Löten befestigt. Die Bimetallelemente werden selektiv aktiviert durch eine Decodiermatrix, wie sie in Verbindung mit Fig. 9 weiter unten beschrieben wird. In einer solchen Matrix ist ein Schenkel jedes Bimetallelements in einer Spalte mit einer gemeinsamen Busleitung verbunden. Diese entspricht dem leitenden Streifen 73. Wenn ein Bimetallelement in dieser Spalte erregt werden soll, wird die Busleitung 73 elektrisch mit der geeigneten Spannung verbunden. Diese Verbindung erfolgt zweckmäßigerweise durch Durchschalten eines Transistors oder eines gesteuerten Siliziumgleichrichters. Wenn dieses Verfahren zur Ansteuerung von Bimetallelementen verwendet wird, kann der Transistor bzw. gesteuerte Gleichrichter als Teil der Einheit ausgebildet werden, wie durch einen Halbleiter 78 dargestellt ist, der an dem Trägerelement 71 befestigt ist. Ein Anschluß des Halbleiters 78 ist elektrisch mit dem leitenden Streifen 73 verbunden, während die anderen zwei Anschlüsse mit Stiften 79 verbunden sind, die von einer Mutterplatine aufgenommen werden, die gedruckte Leiterbahnen zur Zusammenschaltung einer Mehrzahl von Einheiten enthält. Die Decodiermatrix erfordert im allgemeinen, daß eine Diode in Reihe mit jedem Bimetallelement 36 geschaltet wird. Die Diode kann dann ein Teil der Einheit sein, wie die Diode 77 in Fig. 5b. Dioden 77 sind zwischen die zweiten Schenkel der Bimetallelemente und Stifte 76 geschaltet, die ebenfalls in die Mutterplatine eingesetzt sind und die Signale zur Aktivierung der einzelnen Elemente empfangen. In Fig. 5b sind zwar nur zwei Bimetallelemente gezeigt, bei einer praktischen Ausführungsform sind jedoch natürlich alle Bimetallelemente in den entsprechenden Spalten verschiedener Zeilen Bestandteil einer einzelnen Ein heit. Fig. 5b illustrates another method for constructing the bimetallic elements 36th The bimetallic elements shown in Fig. 5b are those which are used in the embodiment of the actuating element according to Figs. 4a, 4b and 4c. However, the arrangement shown in FIGS. 5a and 5b can also be used in other embodiments. In FIG. 5b, a number of bimetallic elements 36 lying in a line, which are assigned Braille points in corresponding columns of different rows, are built up on an elongated carrier element 71 , which is expediently formed from phenol material or other material for printed circuits. A conductive strip 73 extends along the upper edge of the carrier element 71 . The individual bimetallic elements 36 have a bent leg in order to effect a displacement 75 between the two legs. One leg of each bimetal element is on the conductive strip 73 z. B. attached by soldering. The bimetal elements are selectively activated by a decoding matrix as described in connection with FIG. 9 below. In such a matrix, one leg of each bimetal element is connected in a column to a common bus line. This corresponds to the conductive strip 73 . If a bimetallic element in this column is to be energized, the bus line 73 is electrically connected to the appropriate voltage. This connection is expediently made by connecting a transistor or a controlled silicon rectifier. If this method is used to drive bimetallic elements, the transistor or controlled rectifier can be formed as part of the unit, as represented by a semiconductor 78 which is attached to the carrier element 71 . One terminal of the semiconductor 78 is electrically connected to the conductive strip 73 , while the other two terminals are connected to pins 79 which are received by a motherboard which contains printed conductor tracks for interconnecting a plurality of units. The decoding matrix generally requires that a diode be connected in series with each bimetal element 36 . The diode can then be part of the unit, like diode 77 in Fig. 5b. Diodes 77 are connected between the second legs of the bimetallic elements and pins 76 , which are also inserted into the motherboard and receive the signals for activating the individual elements. In Fig. 5b only two bimetallic elements are shown, but in a practical embodiment, of course, all bimetallic elements in the corresponding columns of different rows are part of a single unit.

Wie vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 2a und 2b beschrieben wurde, muß nach dem Anzeigen einer ersten Gruppe von Braille-Zeichen jedes herausstehende Betätigungselement 8 wieder in die zurückgezogene Stellung zurückgeführt werden, bevor die nächste Gruppe von Zeichen angezeigt werden kann. Dies erfolgt mechanisch durch Bewegen der herausstehenden Kolben 16 nach unten, damit die Stifte 36 wieder in den Löchern 34 in Eingriff gelangen. Ein Verfahren zur Durchführung dieses mechanischen Absenkens besteht darin, daß eine dritte Platte unter der Bodenplatte 20 vorgesehen ist, an der alle Tauchkolben 16 befestigt sind. Durch Absenken dieser Platte um einen geeigneten Abstand können die herausstehenden Kolben in ihre zurückgezogene Stellung zurückbewegt werden.As described above in connection with FIGS. 2a and 2b, after displaying a first group of Braille characters, each protruding actuating element 8 must be returned to the retracted position before the next group of characters can be displayed. This is done mechanically by moving the protruding pistons 16 downward so that the pins 36 engage again in the holes 34 . One method of performing this mechanical lowering is to provide a third plate under the bottom plate 20 to which all of the plungers 16 are attached. By lowering this plate by a suitable distance, the protruding pistons can be moved back to their retracted position.

Es wird auf Fig. 4b Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel zur Ausführung dieser Funktion dargestellt ist. Referring to Fig. 4b, an embodiment for performing this function is shown.

Eine dritte Platte 70, die in der Figur punktiert eingezeichnet ist, befindet sich unterhalb der Platte 20. Jeder Kolben 16 erstreckt sich ein Stück unter die Bodenplatte 20, und die Platte 70 ist mit einer Mehrzahl von Löchern versehen, die so angeordnet sind, daß der Kolben 16 jedes Betätigungselementes 8 sich durch ein entsprechendes Loch 76 in der Platte 70 erstreckt, wie in den Fig. 4b und 4c dargestellt ist. Durch Ausbildung einer Verbreiterung 74 am Boden jedes Tauchkolbens 16 nach dem Einsetzen durch die Löcher in die Bodenplatte 70 werden alle herausstehenden Kolben in einer großen Anzahl von Braille-Zeichen gleichzeitig in die zurückgezogene Stellung zurückgeführt, indem die Platte 70 abgesenkt wird, wie durch Pfeil 72 angedeutet ist. Wenn die Kolben 16 aus thermisch deformierbarem Plastikmaterial gebildet sind, kann der in Fig. 4b gezeigte Aufbau leicht hergestellt werden, indem die Kolben 16 durch Löcher in der Platte 70 eingesetzt und dann ihre Enden erhitzt werden, wobei Druck angewandt wird, umd die Verbreiterungen 74 an den unteren Enden zu erzeugen. Fig. 4c zeigt ein anderes Verfahren zur Rückführung der Kolben 16 in die unbetätigte Stellung. In Fig. 4c wird die Deckelplatte 30 nach unten bewegt, wie durch Pfeile 67 angedeutet ist. Die Unterseite der Deckelplatte 30 drückt die Kolben 16 nach unten, bis die Bimetallelemente 36 mit der Schulter 24 in Eingriff gelangen, um das Bimetallelement in der zurückgezogenen Stellung zu halten.A third plate 70 , which is shown in dotted lines in the figure, is located below the plate 20 . Each piston 16 extends a little below the bottom plate 20 , and the plate 70 is provided with a plurality of holes arranged so that the piston 16 of each actuator 8 extends through a corresponding hole 76 in the plate 70 , as in FIG . is shown 4b and 4c in Figs. By forming a widening 74 on the bottom of each plunger 16 after insertion through the holes in the bottom plate 70 , all of the protruding pistons are simultaneously returned to the retracted position in a large number of Braille characters by lowering the plate 70 as indicated by arrow 72 is indicated. If the pistons 16 are formed from thermally deformable plastic material, the structure shown in Fig. 4b can be easily made by inserting the pistons 16 through holes in the plate 70 and then heating their ends using pressure to apply the widenings 74 to generate at the lower ends. Fig. 4c shows another method for returning the piston 16 to the unactuated position. In Fig. 4c, the cover plate 30 is moved downward, as indicated by arrows 67 . The underside of the top plate 30 pushes the pistons 16 down until the bimetallic elements 36 engage the shoulder 24 to hold the bimetallic element in the retracted position.

Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen. Dort ist eine Braille- Anzeigeeinheit 86 gezeigt, die Gebrauch von den zuvor beschriebenen Betätigungselementen macht, um ein System zu bilden, in dem die auf Magnetband gespeicherten Braille- Zeichen als ertastbare Zeichen auf einer Oberfläche angezeigt werden, die der genormten Größe von Seiten in Braille- Büchern entspricht. Die Oberseite des Braille-Lesegerätes enthält eine Mehrzahl von Betätigungselementen, wie sie zuvor beschrieben wurden, die in 25 Zeilen 90 zu 40 Braille- Zeichen angeordnet sind. Die Oberseite 88 der Anzeigeeinheit 86 hat eine Größe von etwa 28×29 cm (11×11,5′′) entsprechend der Größe der Seiten in herkömmlichen Braille- Büchern. Ansprechend auf die elektronische Information stellt das in Fig. 6 gezeigte Lesegerät eine gesamte Seite Braille- Information dar. Wie zuvor beschrieben wurde, können diese Zeichen, nachdem die ausgewählten Betätigungselemente 8 zur Anzeige von Braille-Zeichen vorgeschoben wurden, unbegrenzt ohne weiteren Strombedarf aufrechterhalten werden.Referring now to FIG. 6. There is shown a Braille display unit 86 which uses the actuators described above to form a system in which the Braille characters stored on magnetic tape are displayed as tactile characters on a surface corresponding to the standardized size of Braille pages - corresponds to books. The top of the Braille reader contains a plurality of actuators, as previously described, which are arranged in 25 lines 90 to 40 Braille characters. The top 88 of the display unit 86 has a size of about 28 × 29 cm (11 × 11.5 '') corresponding to the size of the pages in conventional Braille books. In response to the electronic information, the reading device shown in FIG. 6 represents an entire page of Braille information. As described above, after the selected actuating elements 8 for the display of Braille characters have been advanced, these characters can be maintained indefinitely without further power consumption .

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform wird die die Braille-Zeichen auf einer Seite darstellende Information als Digitaldaten auf einer herkömmlichen Magnetbandkassette 92 gespeichert. Diese Kassette wird in einen Bandtransport 94 in dem Lesegerät eingesetzt, und entsprechend darauf können Seiten von Braille-Zeichen in der nachfolgend beschriebenen Weise angezeigt werden. Es kann vorteilhaft sein, einen Braille-Identifizierungsstreifen 96 vorzusehen, der an jeder Kassette 92 befestigt ist, so daß Blinde die gewünschte Kassette identifizieren können. Für 6000 Bits pro Seite (1 Bit pro Braille-Punkt) und unter der Annahme einer Speicherdichte von 800 Bit pro 25,4 mm (1′′) Bandlänge werden etwa 190 mm (7,5′′) Bandlänge benötigt, um die eine Braille-Seite darstellende Information zu speichern. Für eine typische Bandkassette mit einer Bandlänge von 105 m (350 Fuß) können etwa 560 Braille-Seiten gespeichert werden. Eine einzige Seite einer normal gedruckten Information benötigt etwa zwei Braille- Seiten, und jede Kassette enthält somit das Äquivalent von 280 gedruckten Informationsseiten. Somit können die meisten Bücher auf einer oder zwei Kassetten gespeichert werden.In the embodiment shown in FIG. 6, the information representing the Braille characters on one page is stored as digital data on a conventional magnetic tape cassette 92 . This cassette is inserted into a tape conveyor 94 in the reader, and accordingly pages of Braille characters can be displayed in the manner described below. It may be advantageous to provide a braille identification strip 96 attached to each cassette 92 so that blind people can identify the desired cassette. For 6000 bits per side (1 bit per Braille point) and assuming a storage density of 800 bits per 25.4 mm (1 ′ ′) band length, approximately 190 mm (7.5 ′ ′) band length are required to cover the one Store information representing the Braille side. For a typical tape cassette with a tape length of 105 m (350 feet), about 560 Braille pages can be stored. A single page of normally printed information requires about two Braille pages, and each cassette thus contains the equivalent of 280 printed information pages. This means that most books can be stored on one or two cassettes.

Ein Hebel 98 ist auf der Seite des in Fig. 6 gezeigten Lesegerätes angeordnet. Der Hebel 98 ist ein "Seitenwender", und die Bewegung des Hebels 98 bewirkt, daß die gerade angezeigte Braille-Seite mechanisch gelöscht wird, indem alle Betätigungselemente, die zur Anzeige von Braille-Punkten herausstehen, in der nachfolgend beschriebenen Weise zurückgezogen werden. Durch Weiterdrehen des Hebels 98 erhält der Bandtransport 94 einen elektrischen Befehl, damit er die Information auf dem Band ausliest, die der nächsten Seite entspricht. Diese Information wird an die Elektronik angelegt, die dann die nächste Braille-Seite auf der Oberfläche 88 der Braille-Anzeigeeinheit anzeigt.A lever 98 is arranged on the side of the reader shown in FIG. 6. The lever 98 is a "page turner" and the movement of the lever 98 causes the currently displayed Braille page to be mechanically erased by retracting all of the actuators that protrude to indicate Braille points in the manner described below. By further turning the lever 98 , the tape conveyor 94 receives an electrical command to read the information on the tape that corresponds to the next page. This information is applied to the electronics, which then display the next Braille page on the surface 88 of the Braille display unit.

Drei Drehschalter oder anders ausgebildete Schalter 100 sind auf einer Seite der Anzeigeeinheit 86 angeordnet. Der Braille- Leser kann außer der nachfolgenden Seite zu irgendeiner anderen gewünschten Seite gelangen, indem die Nummer der gewünschten Seite über die Schalter 100 eingestellt wird. Ansprechend darauf sucht der Bandtransport 94 die bezeichnete Seite auf. Wenn die diese Seite darstellende Information gefunden ist, wird die Anzeige durch die Anzeigeeinheit 86 angezeigt. Die Schalter 100 können direkt mit Braille-Zeichen versehen sein, welche die ausgewählte Seitenzahl angeben. Es können aber auch zusätzliche Braille-Zeichen 102 angezeigt werden, die elektronisch betätigt werden, um die von den Drehschaltern 100 ausgewählte Seite anzugeben.Three rotary switches or other switches 100 are arranged on one side of the display unit 86 . In addition to the following page, the Braille reader can get to any other desired page by setting the number of the desired page via the switches 100 . In response to this, the belt conveyor 94 visits the designated side. When the information representing this page is found, the display is displayed by the display unit 86 . The switches 100 can be directly provided with Braille characters which indicate the selected page number. However, additional Braille characters 102 can also be displayed, which are actuated electronically to indicate the side selected by the rotary switches 100 .

In Fig. 7 ist eine Schnittansicht der Anzeigeeinheit 86 gezeigt, wobei der Mechanismus dargestellt ist, der die Betätigungselemente 8 in der Anzeigeeinheit ansprechend auf die Bewegung des Seiten-Wendehebels 98 zurücksetzt. Die Oberseite 88 der Anzeigeeinheit 86 ist durch die Deckelplatte 30 gebildet, die mit einer Mehrzahl von hindurchführenden Löchern versehen ist, entsprechend den möglichen Lagen der Braille- Punkte. Die Deckelplatte 30 ist durch Seitenteile 108 abgeschlossen, durch die diese gehaltert ist und die wiederum an dem Boden 110 befestigt sind. In die Löcher der Deckelplatte 30 erstreckt sich eine Vielzahl von Betätigungselementen 8 hinein. Zur Erläuterung sind zwei Betätigungselemente 112 dargestellt, wobei jedoch vorausgesetzt ist, daß viele weitere Betätigungselemente vorhanden sind, die in Fig. 7 zur klareren Darstellung nicht eingezeichnet sind. Jedes Betätigungselement 8 enthält einen Kolben 16, einen Bimetallstreifen 32 und eine Feder 22. Die Kolben 16 erstrecken sich durch Löcher in einer Trägerstruktur 113, die auch als Bodenplatte 20 für jedes Betätigungselement 8 dient. Die Trägerstruktur 113 für die verschiedenen Betätigungselemente ist an einer gedruckten Schaltungsplatine 114 befestigt, die auf Stutzen 116 oder anderen geeigneten Mitteln gelagert ist. Die Deckelplatte 30 ist an einem Lager 120 befestigt und dadurch in Stellung gebracht, welches sich unterhalb der gedruckten Schaltungsplatine 114 befindet und an der Deckelplatte 30 befestigt ist. Stutzen 116 erstrecken sich durch Öffnungen in dem Lager 120 und dienen zur Ausrichtung des Lagers in bezug auf die gedruckte Schaltungsplatine 114 und die Deckelplatte 30. In das Lager 120 können Hülsen 122 mit geringem Reibungskoeffizient um die Stutzen 116 herum eingesetzt sein, damit das Lager leicht aufwärts und abwärts gleiten kann.In Fig. 7 is a sectional view of the display unit 86 is shown, said mechanism is shown which resets the actuators 8 in the display unit in response to the movement of the side turn lever 98 confronts. The top 88 of the display unit 86 is formed by the cover plate 30 , which is provided with a plurality of holes leading through it, corresponding to the possible positions of the Braille dots. The cover plate 30 is closed by side parts 108 , by means of which it is held and which in turn are fastened to the base 110 . A plurality of actuating elements 8 extend into the holes in the cover plate 30 . Two actuating elements 112 are shown for the purpose of explanation, but it is assumed that there are many other actuating elements which are not shown in FIG. 7 for clarity of illustration. Each actuating element 8 contains a piston 16 , a bimetallic strip 32 and a spring 22 . The pistons 16 extend through holes in a support structure 113 , which also serves as a base plate 20 for each actuating element 8 . The support structure 113 for the various actuators is attached to a printed circuit board 114 , which is mounted on nozzle 116 or other suitable means. The cover plate 30 is attached to a bearing 120 and thereby positioned, which is located below the printed circuit board 114 and is attached to the cover plate 30 . Stubs 116 extend through openings in the bearing 120 and serve to align the bearing with the printed circuit board 114 and the cover plate 30 . Sleeves 122 with a low coefficient of friction can be inserted into the bearing 120 around the connecting pieces 116 , so that the bearing can slide easily up and down.

Die Stellung des Lagers in der Senkrechten wird durch eine Welle 125 bestimmt, deren oberer Abschnitt 124 mit Gewinde versehen ist und sich in eine entsprechend mit Gewinde versehene Kupplung 126 hinein erstreckt, die an dem Lager 120 befestigt ist. Der Gewindeabschnitt 124 ist in einer Hülse bzw. einem Lager 128 im Boden 110 drehbar, und bei Drehung der Welle 125 wird das Lager 120 für die Deckelplatte durch den Gewindeteil 124 in Zusammenwirkung mit der Kupplung 126 nach oben und nach unten bewegt. Der Seitenwendehebel 98 ist an einer zweiten Welle 130 befestigt, die sich durch die Seite der Anzeigeeinheit 86 hindurch erstreckt und in einem Stirnrad 132 endet. Ein zweites Stirnrad 134 ist an der Welle 125 befestigt und mit dem Stirnrad 132 in Eingriff. The vertical position of the bearing is determined by a shaft 125 , the upper portion 124 of which is threaded and which extends into a correspondingly threaded coupling 126 which is attached to the bearing 120 . The threaded portion 124 is rotatable in a sleeve or bearing 128 in the bottom 110 , and upon rotation of the shaft 125 , the bearing 120 for the cover plate is moved up and down by the threaded part 124 in cooperation with the coupling 126 . The side turning lever 98 is attached to a second shaft 130 which extends through the side of the display unit 86 and ends in a spur gear 132 . A second spur gear 134 is attached to the shaft 125 and engages with the spur gear 132 .

Durch Bewegung des Hebels 98 versetzt das Stirnrad 132 das Stirnrad 134 in Drehung, wodurch die Welle 125 gedreht und das Lager 120 für die Deckelplatte sowie die Deckelplatte 30 nach unten bewegt werden, um die Kolben 16 zurückzuziehen, wodurch alle Betätigungselemente 8 in dem Braille-Lesegerät in die zurückgezogene Stellung zurückgesetzt werden. Die Bewegung des Hebels 98 verursacht ferner die Erzeugung eines elektrischen Signals, das an die Bandantriebselektronik angelegt wird. Ansprechend auf dieses Signal liest der Bandantrieb die Daten aus, welche die nächste Seite darstellen, und die Elektronik des Lesegerätes legt die geeigneten Signale an die Bimetallelemente 36 an, um die nächste Seite anzuzeigen. Dieses elektrische Signal kann durch einen Exzenternocken 138 auf der Welle 130 erzeugt werden, der einen Schalter 140 betätigt, wenn der Hebel 98 gedreht wird.Movement of the lever 98 causes the spur gear 132 to rotate the spur gear 134 , rotating the shaft 125 and moving the bearing 120 for the cover plate and cover plate 30 downward to retract the pistons 16 , causing all of the actuators 8 in the Braille Reader to be reset to the retracted position. Movement of the lever 98 also causes an electrical signal to be generated which is applied to the tape drive electronics. In response to this signal, the tape drive reads the data representing the next page and the electronics of the reader apply the appropriate signals to the bimetallic elements 36 to indicate the next page. This electrical signal can be generated by an eccentric cam 138 on the shaft 130 which actuates a switch 140 when the lever 98 is rotated.

Es wird auf Fig. 8 Bezug genommen, in der ein Blockschaltbild der elektronischen Steuerschaltung für die Erfindung dargestellt ist. Ansprechend auf Signale von dem Seitenwendehebel 98 und von den Seitenwahlschaltern 100 liefert eine Seitenwahlsteuerung 150 Signale an eine Steuerlogik 152, die angibt, daß eine neue Seite angezeigt werden soll, und auch angibt, welche Seite, wenn es sich um eine andere als um die nachfolgende Seite handelt. Ansprechend darauf legt die Steuerlogik 152 Signale an die Bandantriebs-Steuerschaltung 154 an, wodurch der Bandantrieb das Magnetband in der Kassette 92 weiterbewegt. Wenn eine anschließende Seite angezeigt wird, führt der Bandantrieb das Band lediglich weiter, um die Daten auszulesen, die die nächste Seite darstellen. Wenn der Leser eine andere Seite als die anschließende Seite gewählt hat, bewirkt die Steuerlogik 152, daß der Bandantrieb 154 das Band in der geeigneten Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung bewegt. Die Daten des Magnetbandes 156 werden durch die Steuerlogik 152 überwacht, bis die richtige Seite gefunden ist. Referring to Figure 8, there is shown a block diagram of the electronic control circuit for the invention. In response to signals from the page turning lever 98 and the page selector switches 100 , a page selection controller 150 provides signals to control logic 152 indicating that a new page is to be displayed and which page, if different, than the subsequent one Side. In response, control logic 152 applies signals to tape drive control circuit 154 causing the tape drive to advance the magnetic tape in cartridge 92 . If a subsequent page is displayed, the tape drive only continues the tape to read the data that represents the next page. If the reader has selected a page other than the subsequent page, control logic 152 causes the tape drive 154 to move the tape in the appropriate forward or reverse direction. The magnetic tape 156 data is monitored by control logic 152 until the correct page is found.

Sobald das Magnetband 156 auf den Anfang der richtigen Seite eingestellt ist, werden die die Braille-Zeichen dieser Seite darstellenden Daten in einem internen Speicher 158 gespeichert. Die im Speicher 158 gespeicherten Daten werden an eine Decodiermatrix 160 angelegt, die weiter unten im einzelnen beschrieben ist. Die Decodiermatrix 160 liefert elektrische Signale an alle Betätigungselemente, die die jeweiligen Braille-Punkte anzeigen. Ansprechend auf diese Signale werden die entsprechenden Kolben 16 freigegeben. Sobald diese Kolben freigegeben sind, ist kein weiterer Strom erforderlich, um die Anzeige aufrechtzuerhalten. Die Elektronik ruht, bis der Leser angibt, daß die nächste Seite angezeigt werden soll, indem er den Hebel 98 dreht. Dadurch wird die gerade vorhandene Seite gelöscht, indem alle Betätigungseinheiten mechanisch zurückgesetzt werden, wie durch eine gestrichelte Linie 164 angedeutet ist, und der oben beschriebene Vorgang wird wiederholt.Once the magnetic tape 156 is set to the beginning of the correct page, the data representing the Braille characters on that page are stored in an internal memory 158 . The data stored in memory 158 is applied to a decoding matrix 160 , which is described in detail below. The decoding matrix 160 provides electrical signals to all actuators that indicate the respective Braille points. In response to these signals, the corresponding pistons 16 are released. Once these pistons are released, no further current is required to maintain the display. The electronics rest until the reader indicates that the next page should be displayed by rotating lever 98 . This deletes the currently existing page by mechanically resetting all of the actuators, as indicated by a broken line 164 , and the process described above is repeated.

Jeder der in Fig. 8 gezeigten Blöcke stellt eine Elektronikschaltung dar, die dem Elektronikfachmann wohlbekannt ist, und die leicht ausgebildet werden kann, um die Steuerschaltung des Braille-Lesegerätes aufzubauen. In Fig. 9 ist jedoch eine bevorzugte Ausführungsform dieser Schaltung darge stellt.Each of the blocks shown in Fig. 8 represents an electronic circuit which is well known to those skilled in the art and which can be easily designed to construct the control circuit of the braille reader. In Fig. 9, however, a preferred embodiment of this circuit is Darge.

Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen. Ansprechend auf Signale aus der Steuerlogik 152 werden Daten aus dem Magnetband durch den Bandantrieb 154 ausgelesen, und diese Daten werden im Speicher 158 gespeichert. Der Speicher 158 speichert typischerweise Daten, die eine ganze Seite von Braille-Zeichen darstellen. Die im Speicher 158 gespeicherten Seiten werden dann sequentiell durch die Steuerlogik 152 ausgelesen, wodurch die geeigneten Signale an die Bimetallelemente angelegt werden, um die gewünschten Braille-Zeichen in der nachstehend beschriebenen Weise anzuzeigen. Reference is now made to FIG. 9. In response to signals from control logic 152 , data is read from the magnetic tape by tape drive 154 and this data is stored in memory 158 . Memory 158 typically stores data representing an entire page of Braille characters. The pages stored in memory 158 are then sequentially read out by control logic 152 , applying the appropriate signals to the bimetallic elements to display the desired Braille characters in the manner described below.

In Fig. 9 ist jedes Bimetallelement durch ein Widerstandssymbol 186 angedeutet, das den Widerstand dieses Elements darstellt. Jedes Bimetallelement ist in Reihe mit einer zugeordneten Diode 187 geschaltet. Die Bimetallelemente 186 sind in einer Matrix mit 80 Spalten und 75 Zeilen angeordnet. In jeder Spalte ist ein Anschluß eines Bimetallelementes und einer damit kombinierten Diode an eine Sammelleitung bzw. einen Bus 176 gemeinsam mit den anderen Bimetallelementen dieser Spalte angelegt. Jeder Bus 176 ist mit einem zugeordneten Halbleiterschalter 182 verbunden. Die Schalter können als gesteuerte Siliziumgleichrichter, Transistoren oder andere Halbleiterschalter ausgebildet sein. Es können auch mechanische Relais oder Schalter verwendet werden, um diese Funktion zu erfüllen. Bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform sind die Schalter 182 als gesteuerte Siliziumgleichrichter ausgebildet. Die Schalter 182 werden als Spaltenschalter bezeichnet, und ansprechend auf an den Steueranschluß eines Schalters angelegte Signale verbindet jeder Schalter die zugeordnete Spalte von Bimetallelementen mit einer positiven Spannungsquelle.In Fig. 9, each bimetallic element is indicated by a resistance symbol 186 , which represents the resistance of this element. Each bimetal element is connected in series with an associated diode 187 . The bimetallic elements 186 are arranged in a matrix with 80 columns and 75 rows. In each column, a connection of a bimetal element and a diode combined therewith to a bus line or a bus 176 is created together with the other bimetal elements of this column. Each bus 176 is connected to an associated semiconductor switch 182 . The switches can be designed as controlled silicon rectifiers, transistors or other semiconductor switches. Mechanical relays or switches can also be used to perform this function. In the preferred embodiment described here, the switches 182 are designed as controlled silicon rectifiers. Switches 182 are referred to as column switches, and in response to signals applied to the control port of a switch, each switch connects the associated column of bimetal elements to a positive voltage source.

Der zweite Anschluß jeder Kombination aus Diode und Bimetallelement ist mit einer aus einer Reihe von Busleitungen 174 verbunden. Jede Busleitung 174 verbindet die Bimetallelemente in jeder Zeile miteinander. Jede Zeile 174 ist mit einem zugeordneten Zeilenschalter 184 verbunden, in ähnlicher Weise wie die Busleitungen 176 für die Spalten. Jede Zeilen-Busleitung 174 hat einen zugeordneten Schalter 184, so daß insgesamt 75 Zeilenschalter vorhanden sind. Ansprechend auf die an jeden Schalter 184 angelegten Steuersignale verbindet der Schalter selektiv die zweiten Anschlüsse der Bimetallelemente in der zugeordneten Zeile mit Masse. Auf diese Weise kann durch Anlegen der geeigneten Signale an die Leitungen zur Steuerung der Spaltenschalter 182 und Zeilenschalter 184 ein Strom zu jedem einzelnen ausgewählten Bimetallelement geliefert werden. The second terminal of each diode and bimetal element combination is connected to one of a series of bus lines 174 . Each bus line 174 connects the bimetallic elements in each row. Each row 174 is connected to an associated row switch 184 , in a manner similar to the bus lines 176 for the columns. Each row bus line 174 has an associated switch 184 so that there are a total of 75 row switches. In response to the control signals applied to each switch 184 , the switch selectively connects the second terminals of the bimetal elements in the associated row to ground. In this way, by applying the appropriate signals to the lines controlling column switches 182 and row switches 184 , current can be supplied to each selected bimetal element.

Die Steuerlogik 152 aktiviert selektiv die Spaltenschalter 182 durch Signale auf drei Adreßleitungen 190 und zehn Freigabeleitungen 192. Die 80 Spaltenschalter 182 sind in Untergruppen zu jeweils acht Schaltern unterteilt, und die acht Steuersignale für die Schalter in jeder Untergruppe werden von einer 3-auf-8-Decodierschaltung 180 gespeist. Zehn Decodierschaltungen 180 werden verwendet, um die Steuersignale für die 80 Spaltenschalter 182 zu erzeugen. Die Freigabeleitungen 192 enthalten eine Leitung für jede Decodierschaltung 180, und wenn die zu einer bestimmten Decodierschaltung führende Freigabeleitung aktiviert ist, wird diese Decodierschaltung freigegeben. Adreßleitungen 190 sind mit jeder Decodierschaltung 180 verbunden, und die Signale auf den Adreßleitungen 190 bezeichnen denjenigen der acht Ausgänge des durch das Signal auf Freigabeleitung 192 freigegebenen Decoders, der aktiviert werden soll, indem der zugeordnete Spaltenschalter 182 geschlossen wird.Control logic 152 selectively activates column switches 182 by signals on three address lines 190 and ten enable lines 192 . The 80 column switches 182 are divided into sub-groups of eight switches each, and the eight control signals for the switches in each sub-group are fed by a 3-to-8 decoding circuit 180 . Ten decoder circuits 180 are used to generate the control signals for the 80 column switches 182 . The enable lines 192 include one line for each decoder circuit 180 , and when the enable line leading to a particular decoder circuit is activated, that decoder circuit is enabled. Address lines 190 are connected to each decoder circuit 180 and the signals on address lines 190 indicate that of the eight outputs of the decoder enabled by the signal on enable line 192 that is to be activated by closing the associated column switch 182 .

Wenn bei der beschriebenen Ausführungsform das Braille-Lesegerät an die Wechselstromleitung angelegt wird, ist das an die Spaltenschalter 80 angelegte Stromsignal ein 5-V-Wechselstromsignal. Die Schalter 182 und 184 sind als gesteuerte Siliziumgleichrichter (SCR) ausgebildet. Es sich relativ kostengünstige gesteuerte Siliziumgleichrichter (SCR) verfügbar, die Strompulse verarbeiten können, die an die Bimetallelemente 186 angelegt werden. Die Signale, die an die mit den Steueranschlüssen der gesteuerten Gleichrichter verbundenen Steuerleitungen angelegt werden, brauchen nur kurze Impulse zu sein, um jeden Gleichrichter während des geeigneten Halbzyklus des 5-V-Wechselstromsignals einzuschalten. Am Ende jedes Halbzyklus wird der gesteuerte Siliziumgleichrichter in Sperrichtung polarisiert und abgesperrt. Der gesteuerte Siliziumgleichrichter bleibt dann gesperrt, bis erneut während der geeigneten Halbwelle des Wechselstromsignals ein Signal an den Steueranschluß angelegt wird. In the described embodiment, when the braille reader is applied to the AC line, the current signal applied to the column switches 80 is a 5 V AC signal. The switches 182 and 184 are designed as a controlled silicon rectifier (SCR). Relatively inexpensive controlled silicon rectifiers (SCR) are available that can process current pulses applied to the bimetal elements 186 . The signals applied to the control lines connected to the control terminals of the controlled rectifiers need only be short pulses to turn on each rectifier during the appropriate half cycle of the 5 V AC signal. At the end of each half cycle, the controlled silicon rectifier is polarized in the reverse direction and blocked. The controlled silicon rectifier then remains blocked until a signal is again applied to the control connection during the suitable half-wave of the AC signal.

Jeder der 75 Zeilenschalter 184 kann selektiv in gleicher Weise wie die Spaltenschalter 182 freigegeben werden. Drei Adreßleitungen 194 verbinden die Steuerlogik 152 mit jeder der zehn 3-auf-8-Decodierschaltungen 178, um einen der acht möglichen Ausgänge der Decodierschaltung auszuwählen. Die Steuerlogik gibt eine ausgewählte Decodierschaltung 178 frei, und zwar mittels individueller Freigabeleitungen 196, welche die Steuerlogik mit jedem Decoder verbinden. Die Ausgänge der Decodierschaltungen 178 sind mit den Steueranschlüssen der gesteuerten Siliziumgleichrichter verbunden, um die Zeilenschalter 184 zu verwirklichen.Each of the 75 row switches 184 can be selectively enabled in the same manner as the column switches 182 . Three address lines 194 connect control logic 152 to each of the ten 3-to-8 decoder circuits 178 to select one of the eight possible outputs of the decoder circuit. The control logic enables a selected decoding circuit 178 by means of individual enable lines 196 which connect the control logic to each decoder. The outputs of decoder circuits 178 are connected to the control terminals of the controlled silicon rectifiers to implement row switches 184 .

Die erforderlichen Funktionen der Steuerlogik 152 bestehen hauptsächlich darin, zu veranlassen, daß die Daten aus dem Bandantrieb 154 im Speicher 158 gespeichert werden und die geeigneten Signale an die Matrixschalter ansprechend auf die gespeicherten Daten angelegt werden. Die Funktionen der Steuerlogik 152 können durch viele verschiedenartige Digital daten-Verarbeitungsgeräte, einschließlich Mikroprozessoren, ausgeführt werden. Es sind im Handel viele Mikroprozessoren verfügbar, die zur Ausführung der Erfindung geeignet sind, und die allgemeinen Grundlagen zur Ausführung und Arbeitsweise dieser Mikroprozessoren sind in der Technik wohlbekannt. Ein zur Anwendung bei der Erfindung geeigneter Mikroprozessor ist das Pro-Log-PLS-868-Mikroprozessorsystem. Dieser Mikroprozessor wird bei der beschriebenen Ausführungsform verwendet. Er ist wohlbekannt und leicht verfügbar, und über seinen Aufbau und seine Arbeitsweise steht eine veröffentlichte Dokumentation zur Verfügung. Aus diesem Grunde müssen die Arbeitsweise und die Steuerlogik 152 hier nicht weiter erläutert werden. Es sind auch andere Digitalprozessoren und Mikroprozessoren zur Durchführung der Erfindung geeignet, und die Ausführung der Erfindung mit einem anderen Prozessor ist für den Fachmann leicht ersichtlich. Die Beschreibung eines besonderen Prozessors im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsform darf also nicht als Einschränkung der Erfindung verstanden werden.The required functions of the control logic 152 are primarily to cause the tape drive 154 data to be stored in the memory 158 and the appropriate signals to be applied to the matrix switches in response to the stored data. The functions of control logic 152 can be performed by many different types of digital data processing devices, including microprocessors. There are many microprocessors available commercially that are suitable for practicing the invention, and the general principles for the execution and operation of these microprocessors are well known in the art. A microprocessor suitable for use in the invention is the Pro Log PLS 868 microprocessor system. This microprocessor is used in the described embodiment. It is well known and readily available, and published documentation is available on its structure and operation. For this reason, the mode of operation and the control logic 152 need not be explained further here. Other digital processors and microprocessors are also suitable for practicing the invention, and implementation of the invention with a different processor is readily apparent to those skilled in the art. The description of a particular processor in connection with the preferred embodiment should not be understood as a limitation of the invention.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird ein von der Netzwechselspannung abgeleitetes 60-Hz-Taktsignal an einen Unterbrechungseingang der Steuerlogik 152 angelegt. Dieses Taktsignal liefert die geeignete Taktinformation für die Steuerlogik 152, so daß die Zeilen- und Spaltenschalter synchron mit dem Wechselstromsignal aktiviert werden können, das die Stromversorgung der Bimetallelemente 186 bildet. Wenn das Braille-Lesegerät tragbar ausgeführt wird, liefert ein 60-Hz-Oszillator das erforderliche Unterbrechungssignal zu der Steuerlogik 152, und die an die Spaltenschalter 182 angelegte Spannung ist eine Gleichspannung, die aus der Versorgungsbatterie gewonnen wird.In the preferred embodiment, a 60 Hz clock signal derived from AC line voltage is applied to an interrupt input of control logic 152 . This clock signal provides the appropriate clock information for control logic 152 so that the row and column switches can be activated in synchronism with the AC signal that provides power to bimetallic elements 186 . When the braille reader is made portable, a 60 Hz oscillator provides the required interrupt signal to control logic 152 and the voltage applied to column switches 182 is a DC voltage derived from the supply battery.

Es wird nun auf Fig. 10 Bezug genommen. Dort ist ein Flußdiagramm dargestellt, das einen typischen Vorgang zeigt, durch den die Steuerlogik 152 die oben beschriebenen Funktionen ausführt. Ansprechend auf ein Signal von dem Seitenwendehebel 98 beginnt der Prozessor seine Arbeit, was in Fig. 10 als Block 210 dargestellt ist. Zunächst liest der Prozessor die eine Braille-Seite darstellenden Daten aus dem Bandantrieb 154 aus und speichert diese Information in dem Speicher 158 (Block 212). Diese Information stellt 75 Zeilen zu 80 Braille-Punktpositionen dar, wobei die Anwesenheit einer binären 1 in einer Speicherstelle bedeutet, daß ein Braille-Punkt angezeigt werden soll. Dann stellt der Prozessor zwei Indexvariablen auf Null, nämlich eine X-Zählraten- Variable, welche die Spalte eines Braille-Punktes dargestellt, und eine Y-Zählraten-Variable, welche die Zeile eines Braille- Punktes darstellt (Block 214). Zu Beginn des Vorgangs wird die Y-Zählraten-Variable um 1 inkrementiert (Block 216).Referring now to FIG. 10. There is shown a flow diagram showing a typical process by which control logic 152 performs the functions described above. In response to a signal from side-turn lever 98 , the processor begins its work, which is shown as block 210 in FIG. 10. First, the processor reads the data representing a Braille page from the tape drive 154 and stores this information in the memory 158 (block 212 ). This information represents 75 lines of 80 braille point positions, the presence of a binary 1 in a memory location means that a braille point is to be displayed. The processor then sets two index variables to zero, namely an X count rate variable representing the column of a Braille point and a Y count rate variable representing the row of a Braille point (block 214 ). At the start of the process, the Y count rate variable is incremented by 1 (block 216 ).

Zu diesem Zeitpunkt lädt der Prozessor ein Register mit acht Datenbits aus dem Speicher 158, welche die ersten acht Braille-Punktpositionen der ersten Zeile der Braille-Seite darstellen (Block 218). Dann wird das 8-Bit-Zeichen so gedreht, daß das erste in die Bitübertragungsposition geschoben wird, und die X-Zählraten-Variable wird um 1 inkrementiert (Block 220). Die X-Zählraten- und Y-Zählraten-Variablen stellen nun die erste Braille-Punktposition auf der Seite dar. Danach wird das Übertragsbit geprüft (Block 222). Das Vorhandensein einer 1 bedeutet, daß ein Braille-Punkt angezeigt werden muß. Der Prozessor geht dann zum Block 224 über und sucht in einem Festwertspeicher die Adresse auf, die dem Braille-Punkt entspricht, der gerade durch die X- und Y-Zählraten-Variablen bezeichnet wird, und die an die Adreßleitungen 190, 194 angelegt werden muß, um die Leitungen 192 und 196 freizugeben, um das geeignete Bimetallelement 186 zu aktivieren. Nachdem dieser Wert bestimmt ist, wartet der Prozessor eine Unterbrechung ab (Block 226). Die Unterbrechung wird durch das erwähnte 60-Hz-Taktsignal geliefert und ermöglicht dem Prozessor, den Zeilen- und Spaltenschaltern ein Signal zuzuführen, um sie während des geeigneten Halbzyklus des 5-V-Wechselstromsignals, das an die Spaltenschalter 182 angelegt ist, durchzuschalten. Um die Unterbrechung abzuwarten, überprüft der Prozessor das Unterbrechungssignal, um zu bestimmen, ob dieses durch das 60-Hz-Taktsignal gesetzt wurde (Block 230). Diese Schlaufe 228 wird wiederholt, bis die Unterbrechung gesetzt ist.At this point, the processor loads a register of eight data bits from memory 158 which represent the first eight braille point positions of the first line of the braille side (block 218 ). Then the 8-bit character is rotated so that the first is shifted to the bit transfer position and the X count rate variable is incremented by 1 (block 220 ). The X count rate and Y count rate variables now represent the first Braille point position on the page. The carry bit is then checked (block 222 ). The presence of a 1 means that a braille dot must be displayed. The processor then proceeds to block 224 and looks up in a read-only memory the address which corresponds to the Braille point currently identified by the X and Y count rate variables and which must be applied to address lines 190 , 194 to enable lines 192 and 196 to activate the appropriate bimetallic element 186 . After this value is determined, the processor waits for an interrupt (block 226 ). The interruption is provided by the aforementioned 60 Hz clock signal and enables the processor to apply a signal to the row and column switches to turn them on during the appropriate half cycle of the 5 V AC signal applied to column switches 182 . To wait for the interrupt, the processor checks the interrupt signal to determine whether it was set by the 60 Hz clock signal (block 230 ). This loop 228 is repeated until the break is set.

Beim Setzen des Unterbrechungs-Kennzeichens wird die Adresse in die Decoder 180 und 178 eingetaktet (Block 232). Der Prozessor wartet dann die Löschung des Unterbrechungs-Kennzeichens ab (Block 234). Dazu wird ein Halbzyklus des 60-Hz-Taktsignals benötigt, und während dieser Zeit wird Strom an das ausgewählte Bimetallelement über die geeigneten Zeilen- und Spaltenschalter angelegt. Am Ende dieses Halbzyklus kehrt der Prozessor aus dem Unterbrechungs-Unterprogramm zurück (Block 236). When the interrupt flag is set, the address is clocked into decoders 180 and 178 (block 232 ). The processor then waits for the interrupt flag to be cleared (block 234 ). A half cycle of the 60 Hz clock signal is required for this, and during this time current is applied to the selected bimetal element via the appropriate row and column switches. At the end of this half cycle, the processor returns from the interrupt subroutine (block 236 ).

Der Prozessor prüft dann die X-Zählraten-Variable, ob eine ganze Zeile vervollständigt wurde (Block 238). Wenn dies nicht der Fall ist, so prüft der Prozessor danach, ob die X-Zählrate ein Vielfaches von 8 ist (Block 240). Wenn dies zutrifft, muß ein neues 8-Bit-Wort aus dem Speicher 158 ausgelesen werden, und der Prozessor geht über den Weg 242 zum Block 218 über. Anderenfalls geht der Prozessor direkt über den Weg 244 zum Block 220 über und prüft die verbleibenden Bits des gerade eingeladenen 8-Bit-Wortes.The processor then checks the X count rate variable to see if an entire line has been completed (block 238 ). If this is not the case, the processor then checks whether the X count rate is a multiple of 8 (block 240 ). If so, a new 8-bit word must be read from memory 158 and the processor proceeds to block 218 via path 242 . Otherwise, the processor proceeds directly to block 220 via path 244 and checks the remaining bits of the 8-bit word just loaded.

Wenn die X-Zählrate im Block 238 gleich 80 ist, ist eine vollständige Zeile angezeigt. Der Prozessor geht dann zu dem Block 246 über, in dem die Y-Zählraten-Variable überprüft wird, um festzustellen, ob die ganze Seite vervollständigt ist. Wenn die Y-Zählraten-Variable den Wert 75 überschreitet, hält der Prozessor an und wartet die nächste Anweisung aus dem Lesegerät ab (Block 248). Anderenfalls wird die X-Zählraten-Variable auf Null zurückgesetzt (Block 250). Der Prozessor kehrt dann zu dem Block 216 zurück, um die nächste Zeile von Braille-Punkten anzuzeigen.If the X count rate is 80 in block 238 , a full line is displayed. The processor then proceeds to block 246 where the Y count variable is checked to determine if the entire page is complete. If the Y count rate variable exceeds 75 , the processor stops and waits for the next instruction from the reader (block 248 ). Otherwise, the X count rate variable is reset to zero (block 250 ). The processor then returns to block 216 to display the next row of braille dots.

Wenn der Prozessor im Block 222 feststellt, daß die gerade adressierte Braille-Punktposition nicht angezeigt werden soll, geht der Prozessor zum Block 252 über. Im Block 252 prüft der Prozessor, ob das Unterbrechungs-Kennzeichen gesetzt ist. Wenn es gesetzt ist, geht er zum Block 243 über und wartet das Löschen dieses Kennzeichens ab. Anderenfalls geht er direkt zum Block 238 über und fährt in der oben beschriebenen Weise fort, um den nächsten Punkt zu überprüfen.If the processor determines at block 222 that the currently addressed Braille point position should not be displayed, the processor proceeds to block 252 . In block 252, the processor checks whether the interrupt flag is set. If it is set, it proceeds to block 243 and waits for this flag to be cleared. Otherwise, it proceeds directly to block 238 and continues in the manner described above to check the next point.

Der Zweck des Blocks 252 besteht darin, anfangs die Arbeitsweise des Prozessors mit dem 60-Hz-Taktsignal zu synchronisieren, das an den Unterbrechungseingang angelegt wird. Die Prozessor-Zykluszeit hat die Größenordnung von einigen wenigen Mikrosekunden oder weniger, und das Unterbrechungs-Kennzeichen wird während einer Zeitspanne gesetzt, die gleich einem halben Zyklus des 60-Hz-Unterbrechungs-Taktsignals ist, also etwa 8,33 Millisekunden. Es können folglich viele digitale Nullen von dem Prozessor geprüft werden, die nicht anzuzeigende Punkte darstellen, bevor das Unterbrechungs- Kennzeichen erneut gesetzt wird. Ein angezeigter Punkt synchronisiert den Prozessor erneut mit dem 60-Hz-Taktsignal. Sobald der Prozessor einmal mit dem 60-Hz-Unterbrechungs- Taktsignal synchronisiert ist, ergibt in der Praxis eine Abzweigung vom Block 222 zum Block 252 ansprechend auf Daten, die einen nicht anzuzeigenden Punkt bedeuten, stets den direkten Übergang zum Block 238 über den Weg 254. Auf diese Weise durchläuft der Prozessor schnell die Zyklen für die nicht anzuzeigenden Punkte.The purpose of block 252 is to initially synchronize the operation of the processor with the 60 Hz clock signal applied to the interrupt input. The processor cycle time is on the order of a few microseconds or less, and the interrupt flag is set for a period of time equal to half a cycle of the 60 Hz interrupt clock signal, which is approximately 8.33 milliseconds. As a result, the processor can check many digital zeros that represent points not to be displayed before the interrupt flag is set again. A displayed dot resynchronizes the processor with the 60 Hz clock signal. In practice, once the processor is synchronized with the 60 Hz interrupt clock signal, a branch from block 222 to block 252 in response to data indicating a point not to be displayed always results in a direct transition to block 238 via path 254 . In this way, the processor quickly cycles through the points not to be displayed.

Jeder der in Fig. 8 gezeigten Elektronikblöcke ist in der Technik bekannt und kann leicht ausgeführt werden. Wenn jedoch der erfindungsgemäße Braille-Leser tragbar sein soll, so sollten vorzugsweise bestimmte Stromversorgungseinschränkungen berücksichtigt werden, im Hinblick auf die durch die verfügbaren Batterieeinheiten auferlegten Einschränkungen. Die erforderliche Zeit zur Bewegung jedes Bimetallelements in ausreichender Weise, um den zugeordneten Tauchkolben freizugeben, ist von dem Strom I abhängig, der an das Bimetallelement angelegt wird, und ist durch folgende Gleichung ge geben:Each of the electronic blocks shown in Fig. 8 is known in the art and can be easily implemented. However, if the Braille reader according to the invention is to be portable, then certain power supply restrictions should preferably be taken into account in view of the restrictions imposed by the available battery units. The time required to move each bimetal element sufficiently to release the associated plunger is dependent on the current I applied to the bimetal element and is given by the following equation:

Darin sind:In it are:

R der spezifische elektrische Widerstand in (Ohm - Circ. Mil/ft = 1,662 × 10^-7 Ohm cm)
S die Zeit in Sekunden, R is the specific electrical resistance in (Ohm - Circ.Mil / ft = 1,662 × 10 ^-7 Ohm cm)
S the time in seconds,

und die übrigen Symbole sind wie vorstehend bereits definiert. Für den bereits angegebenen Werkstoff Truflex ist R=850. Für einen zuvor angegebenen Temperaturanstieg Δ T von 41°C (75°F) ist die Beziehung zwischen S und I durch die Grafik gemäß Fig. 11 gegeben. Die Abszisse stellt den Stromfluß durch das Bimetallelement 36 dar. Die Ordinate stellt die Zeit dar, die das Bimetallelement benötigt, um den zugeordneten Tauchkolben ansprechend auf diesen Strom freizugeben. In Fig. 10 sind zwei Kurven dargestellt, welche die Beziehung zwischen Strom und Zeit wiedergeben. Die mit 170 bezeichnete Kurve gibt diese Beziehung für eine Konstruktionsbreite von 2,36 mm (0,093′′), die Breite bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, wieder. Eine zweite Kurve 172 zeigt die Beziehung für eine Konstruktionsbreite von 3,17 mm (0,125′′).and the remaining symbols are as previously defined. For the material Truflex already specified, R = 850. For a previously indicated temperature rise Δ T of 41 ° C (75 ° F), the relationship between S and I is given by the graph in FIG. 11. The abscissa represents the current flow through the bimetal element 36. The ordinate represents the time it takes the bimetal element to release the associated plunger in response to this current. In Fig. 10, two curves are shown which represent the relationship between current and time. The curve labeled 170 represents this relationship for a construction width of 2.36 mm (0.093 ''), the width in the described embodiment. A second curve 172 shows the relationship for a construction width of 3.17 mm (0.125 ′ ').

Aus der Gleichung (3) ist zu entnehmen, daß die von einem Element aufgenommene Leistung proportional zu I²R ist. Die gesamte zur Erzeugung des gewünschten Temperaturanstiegs erforderliche Energie wird erhalten, indem die aufgenommene Leistung mit der Zeit multipliziert wird, während der sie aufgenommen wird. Aus Gleichung (3) ist ersichtlich, daß dieses Produkt S×I²R für eine gegebene Ausbildung und einen gegebenen Wert von Δ T eine Konstante ist, und somit ist die zur Ablenkung eines Elementes erforderliche Energie unabhängig von der Höhe des Stromes (hier handelt es sich in Wirklichkeit um eine Näherung, die nur für Zeiten gilt, die ausreichend kurz sind, damit die Energieverluste durch Wärmeableitung und Konvektionskühlung vernachlässigbar im Vergleich zu der Gesamtenergieaufnahme des Elementes ist). Da jedoch die Zeit im umgekehrten Verhältnis zum Quadrat des angelegten Stromes besteht, kann zur Aktivierung einer gegebenen Anzahl von Elementen in einer gegebenen Zeitspanne der aus der Stromversorgung benötigte mittlere Strom vermindert werden, indem jedes Element mit einem höheren Strom während einer kürzeren Zeitdauer gepulst wird. Dieser scheinbare Widerspruch klärt sich durch die Tatsache auf, daß der höhere Strom eine höhere Stromversorgungsspannung benötigt. From equation (3) shows that the power absorbed by an element is proportional to R I ². All of the energy required to produce the desired temperature rise is obtained by multiplying the power consumed by the time it is consumed. From equation (3) it is apparent that this product S × I ² R is a constant for a given formation and a given value of Δ T, and thus the force required to deflection of an element of energy is independent of the magnitude of the current (is here it is in fact an approximation that only applies to times that are sufficiently short that the energy losses due to heat dissipation and convection cooling are negligible compared to the total energy consumption of the element). However, since the time is inversely related to the square of the current applied, to activate a given number of elements in a given period of time, the average current required by the power supply can be reduced by pulsing each element with a higher current for a shorter period of time. This apparent contradiction is clarified by the fact that the higher current requires a higher power supply voltage.

Da die Gesamtenergie und die erforderliche Leistung konstant sind, ergibt der höhere mittlere Spannungsabfall an dem Bimetallelement einen geringeren mittleren Strom.Because the total energy and required power is constant the higher average voltage drop indicates the bimetal element has a lower average current.

Claims

1. Device for generating a tactile representation of a standard page in Braille, with a data memory for the data to be displayed Braille characters, control electronics for reading out this data and for generating electrical signals that correspond to this data, a cover part provided with holes, which has a flat surface as a scanning surface, display elements, each of which, in response to the electrical signals applied to them, move pins in these bores between a forward position in which the pins protrude from the flat surface and a reset position and without the absorption of electrical current Hold in the advanced position, characterized in that each pin ( 16 ) is spring-loaded in its advanced position and is held in its reset position by an associated controllable latching element ( 36 ) which, in response to the electrical signals, corresponds to the associated gene pin ( 16 ) releases, and that a mechanical device for moving all the pins ( 16 ) is arranged in the reset position.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pins ( 16 ) holding springs in the advanced position are coil springs ( 22 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the latching elements are bimetallic strips ( 36 ) which heat up due to the electrical signals selectively applied thereto, deform and unlock the pins ( 16 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that on one side of the pin ( 16 ) extends radially a locking pin ( 32 ) which in the reset position of the pin ( 16 ) in a bimetallic strip ( 36 ) arranged hole ( 34 ) snaps into place.

5. The device according to claim 3, characterized in that the pin ( 16 ) has a groove ( 66 ) and the bimetallic strip ( 36 ) has a hook-shaped bulge ( 68 ) and that the hook-shaped bulge ( 68 ) in the reset position of the pin ( 16 ) engages in the groove ( 66 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mechanical device can be actuated by a lever ( 98 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that a switch ( 140 ) can be actuated by the mechanical device, which applies an electrical signal to the control electronics for reading, storing and processing data of a newly displayed standard page in Braille.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized by manually operable switches ( 100 ) which apply electrical signals to the control electronics for reading, storing and processing the data of any standard page.